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Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs aus Anspruch 1.
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Hybridfahrzeuge und insbesondere Plug-In-Hybridfahrzeuge, bei welchen ein elektrischer Energiespeicher auch von einer externen Energiequelle aufladbar ist, sind nach dem Stand der Technik bekannt. In solchen Hybridfahrzeugen ist häufig eine Bedieneinrichtung für den Fahrer vorgesehen, mit welcher der Fahrer einen elektrischen Fahrbetrieb für den Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs manuell wählen kann. Es sind auch Hybridfahrzeuge wie der Lexus CT200h bekannt, welche eine weitere Bedieneinrichtung aufweisen, mit welcher ein Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs wählbar ist, insbesondere ein sportliches oder komfortables Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in Hybridfahrzeugen den Nutzwert von Bedieneinrichtungen für eine Auswahl von Betriebsmodusprogrammen des Hybridfahrzeugs und Fahrzeugfahrverhalten-Programmen für den Fahrer zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist ein Hybridfahrzeug einem Antriebsstrang auf, wobei der Antriebsstrang über einen Verbrennungsmotor und eine mit einem elektrischen Energiespeicher verbundene oder verbindbare Elektromaschine als Antriebseinheiten sowie eine Antriebsstrangsteuereinrichtung verfügt. Der Antriebsstrang ist mit der Antriebsstrangsteuereinrichtung in verschiedenen Betriebsmodusprogrammen betreibbar. Im erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug ist eine erste Bedienfunktion einer Bedieneinrichtung für einen Fahrer vorgesehen, mittels welcher der Fahrer zwischen verschiedenen Betriebsmodusprogrammen des Antriebsstrangs wählen kann und eine zweite Bedienfunktion einer Bedieneinrichtung für den Fahrer vorgesehen ist, mittels welcher der Fahrer in einem ausgewählten Betriebsmodusprogramm des Antriebsstrangs unabhängig vom ausgewählten Betriebsmodusprogramm zwischen verschiedenen Fahrzeugfahrverhalten-Programmen, wie beispielsweise einem Sport-Programm und einem Komfort-Programm, wählen kann. Die Erfindung liegt darin, dass für die erste Bedienfunktion und die zweite Bedienfunktion eine gemeinsame Bedieneinrichtung vorgesehen ist.
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Im Rahmen der Erfindung kann der Antriebsstrang des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs sowohl als ein Parallelhybridantriebsstrang ausgeführt sein und einen Verbrennungsmotor aufweisen, welcher Fahrzeugräder des Hybridfahrzeugs mechanisch antreibt. Andererseits kann der Antriebsstrang im Rahmen der Erfindung auch als serieller Hybridantriebsstrang ausgeführt sein, in welchem der Verbrennungsmotor eine Elektromaschine mechanisch antreibt und keine mechanische Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und den Fahrzeugrädern vorhanden ist.
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Das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug verfügt insbesondere über Einrichtungen, mittels welcher ein elektrischer Energiespeicher des Hybridfahrzeugs an einer externen Energiequelle wiederaufladbar ist. Im Rahmen der Erfindung kann das Hybridfahrzeug auch über einen elektrischen Energiespeicher verfügen, welcher leicht aus dem Fahrzeug herausnehmbar ist, so dass ein elektrischer Energiespeicher mit niedrigem Ladezustand gegen einen elektrischen Energiespeicher mit hohem Ladezustand austauschbar ist, anstelle eine elektrischen Energiespeicher mit niedrigem Ladezustand aufzuladen. Es ist auch denkbar, dass ein Arbeitsmedium des elektrischen Energiespeichers austauschbar ist.
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Im Rahmen der Erfindung kann eine Antriebsstrangssteuereinrichtung insbesondere mehrere miteinander mit Datenbussen vernetzte Steuergeräte aufweisen.
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Im Rahmen der Erfindung sind unter Betriebsmodusprogrammen für einen Betrieb eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs in einer Antriebsstrangsteuereinrichtung vereinbarte Programme zu verstehen, welche im Wesentlichen aus verschiedenen Betriebsmodi des Antriebsstrangs zusammengesetzt sind. Eine Auswahl eines Betriebsmodus im Betriebsmodusprogramm ist dabei an programmspezifische Vorgaben geknüpft. Im Rahmen der Erfindung sind unter Betriebsmodi von Hybrid-Antriebssträngen insbesondere die folgenden Betriebsmodi zu verstehen,
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– ein elektrischer Betriebsmodus, in welchem ein Hybridfahrzeug von einer Antriebsleistung einer Elektromaschine angetrieben wird, wobei eine Energie für eine Versorgung der Elektromaschine von einem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt wird. Ein Verbrennungsmotor ist nicht in Betrieb, ein verbrennungsmotorischer Betriebsmodus, in welchem ein Hybridfahrzeug ausschließlich mit einer Antriebsleistung des Verbrennungsmotors angetrieben wird und
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– ein Parallelhybrid-Betriebsmodus, in welchem ein Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine in Betrieb sind und ein Fahrzeugantrieb eines Hybridfahrzeugs mechanisch von einer Antriebsleistung des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Weitere Betriebsmodi und daraus zusammengestellte Betriebsmodusprogramme sind im Rahmen von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung genauer dargestellt. Ein Betriebsmodusprogramm kann im Rahmen der Erfindung auch nur einen einzigen Betriebsmodus beinhalten.
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Antriebsstränge der erfindungsgemäßen Hybridfahrzeuge weisen insbesondere automatisch schaltende Getriebe auf. Diese können sowohl als Planetenradsatz-Getriebe, als auch als Doppelkupplungsgetriebe oder als automatisch schaltendes Stirnradgetriebe ausgeführt sein. Unter Fahrzeugfahrverhalten-Programmen sind im Rahmen der Erfindung Programme zu verstehen, welche das Fahrerlebnis des Fahrers mit dem Hybridfahrzeug beeinflussen. Im Rahmen der Erfindung sind hierunter Programme zu verstehen, welche insbesondere eine Agilität und ein Ansprechverhalten eines Hybridfahrzeugs auf einen Fahrerwunsch, also eine Sportlichkeit eines Hybridfahrzeugs betreffen. Im Rahmen der Erfindung werden auch Fahrzeuggetriebe-Programme, welche eine manuelle Schaltbarkeit von Getriebegängen für den Fahrer ermöglichen, als Fahrzeugfahrverhalten-Programme betrachtet.
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In einem erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug, in welchem ein Betriebsmodusprogramm und ein Fahrzeugfahrverhaltenprogramm mit nur einer Bedieneinrichtung für den Fahrer wählbar ist, kann der Fahrer auch während der Fahrt, wenn dieser im Wesentlichen seine Aufmerksamkeit dem Straßenverkehr widmet, vorteilhaft mit nur einem Handgriff an die nur eine Bedieneinrichtung einen Fahrzeugbetrieb gemäß seinen Vorstellungen beeinflussen. Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung vereint vorteilhaft maßgebliche Interaktionsmöglichkeiten in einen Hybridfahrzeugbetrieb für den Fahrer. Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung unterstützt vorteilhaft, dass der Fahrer einen Umfang seiner möglichen maßgeblichen Interaktionen auf einen Fahrzeugbetrieb erfasst und in Erinnerung behält, damit ist eine Bedienung der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung für den Fahrer einfacher und schneller umsetzbar. Eine Bedieneinrichtung, welche schnell und einfach zu bedienen ist, hat einen erhöhten Nutzwert für den Fahrer, da der Fahrer diese auch während der Fahrt zu bedienen vermag, wenn dieser im Wesentlichen seine Aufmerksamkeit dem Straßenverkehr widmet. Auch bewirkt die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung vorteilhaft, dass eine Aufmerksamkeit des Fahrers weniger vom Straßenverkehr abgelenkt wird, wodurch sich die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung positiv auf die Sicherheit im Straßenverkehr auswirkt.
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in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist mit der Bedieneinrichtung zum einen ein E-Cell-Betriebsmodusprogramm für den Fahrer auswählbar, in welchem ein elektrischer Betriebsmodus solange aktiviert ist, solange der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers oberhalb eines unteren Grenzladezustands beträgt, und zum anderen ist ein Fahrverhalten-Programm auswählbar, mit welchem ein sportliches Fahrerlebnis mit dem Hybridfahrzeug für den Fahrer darstellbar ist. Ist das E-Cell-Betriebsmodusprogramm gewählt und hierin ein elektrischer Betriebsmodus des Antriebsstrangs aktiviert, so ist im Rahmen der Erfindung ein Verlassen des elektrischen Betriebsmodus bei eintretenden Sonderereignissen mit eingeschlossen. Diese Sonderereignisse können insbesondere Defekte des Hybridfahrzeugs sein, bei welchen ein Wechsel zu einem verbrennungsmotorischen Betriebsmodus eine Abhilfe für ein Liegenbleiben des Fahrzeugs ist oder auch ein aus Wartungs- oder Diagnosegründen notwendiger Betrieb des Verbrennungsmotors. Für einen Einsatz einer Lithium-Ionen-Batterie als elektrischen Energiespeicher soll unter einem unteren Grenzladezustand im Rahmen der Erfindung ein Wert von in etwa 20 Prozent der möglichen Gesamtladung von elektrischer Energie verstanden werden. Für andere Technologien von elektrischen Energiespeichern kann dieser untere Grenzladezustand ein von den 20 Prozent deutlich abweichenden Wert aufweisen. Unter einem Sport-Fahrverhalten-Programm, im Weiteren Sport-Programm genannt, ist im Rahmen der Erfindung ein Programm zu verstehen, welches insbesondere eine Agilität eines Hybridfahrzeugs und ein Ansprechverhalten eines Hybridfahrzeugs auf ein vorgegebenes Fahrerwunschmoment erhöht. Das Sport-Programm ist in der Antriebsstrangsteuereinrichtung vereinbart und ist mit einer ebenfalls in der Antriebsstrangsteuereinrichtung für das Sport-Fahrverhalten-Programm veränderten Fahrpedalkennlinie verknüpft. Unter einem Fahrpedal ist im Rahmen der Erfindung eine Bedieneinrichtung für den Fahrer zu verstehen, insbesondere ein mit einem Fuß betätigbares Pedal, mit welchem der Fahrer ein Fahrerwunschmoment vorgibt. Unter einer Fahrpedalkennlinie ist im Rahmen der Erfindung eine Vereinbarung in der Antriebsstrangsteuereinrichtung zu verstehen, in welcher den durch den Fahrer vorgebbaren Fahrpedalwegen zwischen einem minimalen und einem maximalen Fahrpedalweg jeweils ein Fahrerwunschmoment zwischen einem minimalen und einem maximalen Fahrerwunschmoment zugeordnet ist. In der Fahrpedalkennlinie für das Sport-Fahrverhalten-Programm ist den jeweiligen vorgebbaren Fahrpedalwegen ein höheres Fahrerwunschmoment zugewiesen als in der Fahrpedalkennlinie welche aktiviert ist, wenn das Sport-Fahrverhalten-Programm nicht ausgewählt wurde. Zudem ist in einem Sport-Programm Insbesondere ein verändertes Schaltprogramm eines Fahrzeuggetriebes aktiv, in welchem bei gleichem Fahrpedalweg Schaltungen des Fahrzeuggetriebes in einen höheren Gang erst bei höherer Fahrgeschwindigkeit erfolgen. Es ergibt sich mit einem solchen Schaltprogramm ein insgesamt höheres Drehzahlniveau für den Betrieb des Verbrennungsmotors und damit verbunden ergeben sich höhere Fahrleistungen für das Fahrzeug. Vorteilhaft ist mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung bewirkbar, dass einem Fahrer die Möglichkeit einer Auswahl eines im Wesentlichen elektrischen Betriebsmodus bei gleichzeitig sportlichem Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs augenscheinlich ist. Mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung ist einem Fahrer vermittelbar, dass ein im Wesentlichen elektrischer Fahrbetrieb des Hybridfahrzeugs keinen Widerspruch zu einem sportlichen Fahrerlebnis mit einem Hybridfahrzeug darstellt. Insbesondere in einem vergleichsweise schweren und damit reaktionsträgen Plug-In-Hybridfahrzeug verleitet diese Ausgestaltung der Erfindung den Fahrer eine Betriebsweise des Hybridfahrzeugs in einem im Wesentlichen elektrischen Betriebsmodus bei gleichzeitig sportlichem Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs zu nutzen und mit dieser Betriebsweise den Nachteil des hohen Fahrzeuggewichts zu kompensieren.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs weist die Bedieneinrichtung eine Kennzeichnung des E-Cell-Betriebsmodusprogramms E zumindest einen Buchstaben „E” auf und eine Kennzeichnung des Sport-Fahrverhalten-Programms zumindest einen Buchstaben „S”. Vorteilhaft wird hierdurch der Wiedererkennungswert dieser Programmauswahlen für den Fahrer erhöht, da eine Zuordnung des Buchstabens „E” zu elektrisch und S zu „Sport” sehr geläufig ist, was ein schnelles Verständnis der Programmauswahlen für den Fahrer weiter unterstützt und damit einen Nutzwert der Bedieneinrichtung erhöht. Ein Fahrer widmet während der Fahrt seine Aufmerksamkeit im Wesentlichen dem Straßenverkehr und wird die Bedieneinrichtung umso mehr benutzen, je klarer er zuordnen kann, wie sich seine Interaktion durch eine manuelle Auswahl des E-Cell-Betriebsmodusprogramms und/oder des Sport-Fahrverhalten-Programms auf den Fahrzeugbetrieb auswirkt.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist mit der Bedieneinrichtung ein Hybrid-Betriebsmodusprogramm für den Fahrer auswählbar, in welchem eine Antriebsstrangsteuereinrichtung mittels einer Echtzeitoptimierungseinrichtung in zeitlichen Abständen von verschiedenen Betriebsmodi des Antriebsstrangs den jeweils für einem Gesamtwirkungsgrad des Hybridfahrzeugbetriebs effizientesten Betriebsmodus auswählt und entsprechend dieser Auswahl den Antriebsstrang steuert und/oder regelt. Im Rahmen der Figurenbeschreibungen sind Betriebsmodi von zwei Antriebssträngen für Hybridfahrzeuge näher erläutert. Vorteilhaft ist mit dieser Ausgestaltung der Erfindung insbesondere eine Auswahl zwischen zwei Betriebsweisen, welchen für einen Betrieb eines Plug-In-Hybridfahrzeugs eine höchste Bedeutung zukommt, durch eine Betätigung von nur einer Bedieneinrichtung darstellbar, und zwar eine Auswahl einer im Wesentlichen elektrischen und damit emissionsfreien Betriebsweise des Hybridfahrzeugs und einer Auswahl einer Betriebsweise des Hybridfahrzeugs, in welcher eine Antriebsstrangsteuerung eine Auswahl einer für einen Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugbetriebs optimale Betriebsweise übernimmt und entsprechend steuert und/oder regelt.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist ein Maximalwert einer in der Antriebsstrangsteuereinrichtung festgelegten Fahrpedalkennlinie für ein E-Cell-Betriebsmodusprogramm kleiner ist als ein Maximalwert einer in der Antriebsstrangsteuereinrichtung festgelegten Fahrpedalkennlinie für ein Hybrid-Betriebsmodusprogramm und dass eine Bedienfunktion des Fahrpedals vorgesehen ist, mittels welcher im E-Cell-Betriebsmodusprogramm eine Umschaltung in das Hybrid-Betriebsmodusprogramm bewirkbar ist. Eine Bedienfunktion gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere als ein Schalter darstellbar, welcher durch den Fahrer aktivierbar ist, indem er das Fahrpedal bis an einen Anschlag des Fahrpedals durchdrückt. Vorteilhaft erhöht diese Ausgestaltung der Erfindung die Sicherheit des Hybridfahrzeugs in Fahrsituationen, in welchen das E-Cell-Betriebsmodusprogramm aktiv ist und in welchen eine bestmögliche Beschleunigung des Hybridfahrzeugs erforderlich ist, insbesondere bei einer plötzlich notwendigen Beschleunigung wegen einem unvorhergesehenen Ereignis, wenn es dem Fahrer nicht mehr möglich ist eine manuelle Bedieneinrichtung zu bedienen. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung ist für den Fahrer vorteilhaft ein schneller Zugriff auf eine maximale Beschleunigungsleistung des Hybridfahrzeugs auch im ausgewähten E-Cell-Betriebsmodusprogramm möglich. Vorteilhaft ist in einem Hybrid-Betriebsmodusprogramm eine Bereitstellung eines höheren Antriebsmoments durch einen gleichzeitigen Betrieb der Elektromaschine und des Verbrennungsmotors möglich, als in einem E-Cell-Betriebsmodusprogramm nur durch den Betrieb der Elektromaschine. Erfolgt eine Umschaltung vom E-Cell-Betriebsmodusprogramm in das Hybrid-Betriebsmodusprogramm über die dafür vorgesehene Bedienfunktion des Fahrpedals, so ist diese Umschaltung der Betriebsmodusprogramme vorteilhaft für den Fahrer an sich ändernden Leuchtsignalen der Bedieneinrichtung zu erkennen.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist mit der Bedieneinrichtung ein E-Save-Betriebsmodusprogramm für den Fahrer auswählbar, in welchem eine Antriebsstrangsteuereinrichtung verschiedene Betriebsmodi des Antriebsstrangs so auswählt, steuert und/oder regelt, dass eine Konstanthaltung des Ladezustands des elektrischen Energiespeichers auf einen zu einem Zeitpunkt einer Aktivierung des E-Save-Betriebsmodusprogramm vorliegenden Anfangsladezustand des elektrischen Energiespeichers erreichbar ist, wobei unter einer Konstanthaltung des Anfangsladezustands eine Einhaltung eines Anfangsladezustands mit positiven und negativen Abweichungen zu verstehen ist. Die positiven und negativen Abweichungen können im Rahmen der Erfindung von in etwa bis zu fünf Prozent vom konstant zu haltenden Wert des Anfangsladezustands betragen. Mit der Auswahl des E-Save-Betriebsmodusprogramms ist es vorteilhaft für den Fahrer möglich, ein Betriebsmodusprogramm zu wählen, in welchem ein aktueller Ladezustand des elektrischen Energiespeichers beibehalten wird und somit selbst zu entscheiden, wann das Hybridfahrzeug in einem elektrischen Betriebsmodus betrieben werden soll. Das Vorsehen eines E-Save-Betriebsmodusprogramms ist für Hybridfahrzeuge mit einem elektrischen Energiespeicher mit einer vergleichsweise geringen Speicherkapazität besonders vorteilhaft, da in diesen Fahrzeugen eine Auswahl eines Zeitpunkts, wann das Fahrzeug in einem elektrischen Betriebsmodus betrieben werden soll aufgrund der vergleichsweise kleinen Reichweite im elektrischen Betriebsmodus besonders wichtig ist.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist die Bedieneinrichtung als manuell betätigbare Bedieneinrichtung ausgeführt, bei welcher die erste Bedienfunktion durch eine Betätigung der Bedieneinrichtung in einer ersten räumlichen Dimension dargestellt ist, die zweite Bedienfunktion durch eine Betätigung der Bedieneinrichtung in einer zweiten räumlichen Dimension. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft eine zweidimensionale Bedienfunktionsmatrix darstellbar, bei welcher in jedem Betriebmodusprogramm unabhängig vom eingestellten Betriebsmodusprogramm jede der im erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug vorgesehenen Fahrzeugfahrverhalten-Programme wählbar ist. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung ist eine zweidimensionale Bedienfunktionsmatrix darstellbar, mit welcher sich vorteilhaft eine Anzahl von Einstellpositionen im Vergleich zu einer eindimensionalen Ausgestaltung der Bedieneinrichtung reduziert, was eine Realisierung einer kompakteren, für den Fahrer leichter visuell erfassbaren Bedieneinrichtung ermöglicht. Mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung dieser Ausgestaltung wird die Funktionsstruktur einer zweidimensionalen Bedienfunktionsmatrix direkt mit der Art und Weise, wie die Bedieneinrichtung konzipiert ist, abgebildet, so dass die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung dieser Ausgestaltung vorteilhaft insbesondere ein sich bildendes Verständnis des Fahrers für bestehende Kombinationsmöglichkeiten der Bedienfunktionen unterstützt. Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung wird weiter unterstützt, dass ein Fahrer die Möglichkeiten seiner Interaktion in den Fahrzeugbetrieb versteht, diese schnell umzusetzen vermag und aus diesem Grunde auch vergleichsweise häufiger von ihnen Gebrauch machen wird.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs weist die Bedieneinrichtung ein Drehsegment auf, welches um eine Rotationsachse der Bedieneinrichtung drehbar ist und ein Verschiebesegment, welches entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung verschiebbar ist, wobei die eine der ersten und zweiten Bedienfunktionen durch Drehbewegungen des Drehsegments der Bedieneinrichtung um die Rotationsachse der Bedieneinrichtung dargestellt ist, die andere der ersten und zweiten Bedienfunktionen durch eine Verschiebung des Verschiebesegments der Bedieneinrichtung entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung. Vorteilhaft ist es möglich eine Bedieneinrichtung gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung vergleichsweise klein auszuführen, so dass die Bedieneinrichtung nur einen geringen Platzbedarf im Fahrzeug hat und eine Unterbringung im Bedienfeld des Fahrers technisch einfach darstellbar ist. Insbesondere ist eine Bedieneinrichtung dieser Ausgestaltung der Erfindung als Dreh-Drück-Knopf vorteilhaft, wobei der Dreh-Drück-Knopf zum einen ein Verdrehsegment, insbesondere einen verdrehbaren äußeren Ring aufweist, wodurch eine der Bedienfunktionen darstellbar ist und zum anderen ein Verschiebesegment aufweist, welches drückbar ist, wodurch die andere Bedienfunktion darstellbar ist. Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei einem Verschiebesegment, welches entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung verschiebbar ist, auch um mehrere verschiebbare Segmente handeln oder gar um die gesamte Bedieneinrichtung. Ein Drücken der Bedieneinrichtung kann beispielsweise eine erste Auswahlmöglichkeit einer Bedienfunktion bewirken, ein erneutes Drücken eine zweite Auswahlmöglichkeit.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs sind verschiedene Betriebsmodusprogramme des Antriebsstrangs durch Drehbewegungen des Drehsegments der Bedieneinrichtung auswählbar und verschiedene Fahrverhalten-Programme durch eine Verschiebung des Verschiebesegments der Bedieneinrichtung entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung. Vorteilhaft ist bei dieser Weiterbildung der Erfindung auch eine Anzahl von mehr als drei für den Fahrer auswählbaren Betriebsmodusprogrammen übersichtlich und leicht visuell erfassbar darstellbar, indem eine Kennzeichnung des jeweiligen Betriebsmodusprogramms bei einer dem Betriebsmodusprogramm zugeordneten Verdrehposition der Bedieneinrichtung im Umfeld der Bedieneinrichtung vorgenommen werden kann. Im Umfeld der Bedieneinrichtung ist das Platzangebot für Kennzeichnungen höher als auf der Bedieneinrichtung selbst. Ein Vorsehen einer Anzahl von manuell für den Fahrer wählbaren Betriebsmodusprogrammen von drei oder mehr ist vergleichsweise häufig vorteilhaft, eine Anzahl von manuell wählbaren Fahrverhalten-Programmen von mehr als drei Programmen vergleichsweise selten.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist die Bedieneinrichtung als ein am Lenkrad mittelbar befestigter Hebel ausgeführt ist, welcher
- – (a) entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads des Hybridfahrzeugs (10, 110) bewegbar ist,
- – (b) um eine Hebellängsachse drehbar ist und
- – (c) ein Segment aufweist, welches entlang der Hebellängsachse oder im Wesentlichen vertikal zur Hebellängsachse verschiebbar ist,
wobei die erste und die zweite Bedienfunktion durch jeweils eine der Bewegungsmöglichkeiten (a), (b) oder (c) dargestellt sind.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs ist die Bedieneinrichtung als Kipphebel ausgeführt ist, welcher ein entlang einer Längsachse des Kipphebels verschiebbares Segment aufweist, wobei die eine der ersten und zweiten Bedienfunktionen durch Kippbewegungen des Kipphebels dargestellt ist, die andere der ersten und zweiten Bedienfunktionen durch eine Verschiebung eines Segments des Kipphebels entlang der Längsachse des Kipphebels.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs mit einem Antriebstrang mit einem Verbrennungsmotor, einem Fahrzeuggetriebe und zwei Elektromaschinen, sowie einer Bedieneinrichtung für den Fahrer zur manuellen Auswahl von Betriebsmodusprogrammen des Antriebsstrangs und Fahrverhalten-Programmen des Hybridfahrzeugs,
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2a eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Bedieneinrichtung des Hybridfahrzeugs aus 1 als Dreh-Drück-Knopf in der nicht gedrückten Ausgangsposition im Mittelschnitt entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung,
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2b eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Bedieneinrichtung des Hybridfahrzeugs aus 1 als Dreh-Drück-Knopf in der gedrückten Position im Mittelschnitt entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung,
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3 eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs mit einem Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor, einem Fahrzeuggetriebe und nur einer Elektromaschine, sowie einer Bedieneinrichtung für den Fahrer zur manuellen Auswahl von Betriebsmodusprogrammen des Antriebsstrangs und Fahrverhalten-Programmen des Hybridfahrzeugs,
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4a eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Bedieneinrichtung des Hybridfahrzeugs aus 3 als Dreh-Drück-Knopf in der nicht gedrückten Ausgangsposition im Mittelschnitt entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung,
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4b eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Bedieneinrichtung des Hybridfahrzeugs aus 3 als Dreh-Drück-Knopf in der gedrückten Position im Mittelschnitt entlang der Rotationsachse der Bedieneinrichtung.
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1 zeigt ein Hybridfahrzeug 10 mit einem Antriebsstrang 1, wobei der Antriebsstrang 1 einen Verbrennungsmotor 2, eine erste und eine zweite Elektromaschine 4, 7 ein Fahrzeuggetriebe 6 und eine Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 aufweist. Die erste Elektromaschine 4 ist mit einer Kurbelwelle 3 des Verbrennungsmotors 2 verbunden. Der Verbrennungsmotor 2 und die erste Elektromaschine 4 sind über eine Kupplung 5 mit einem Getriebeeingang 6a auf der dem Verbrennungsmotor 2 zugewandten Seite des Fahrzeuggetriebes 6 verbindbar. Der Getriebeausgang 6b des Fahrzeuggetriebes 6 ist mit einem Hybridfahrzeugantrieb 8 verbunden. Die zweite Elektromaschine 7 ist in einem Leistungsfluss nach dem Getriebeausgang 6b in den Antriebsstrang 1 eingebunden und so permanent mit dem Hybridfahrzeugantrieb 8 verbunden. Ein elektrischer Energiespeicher 9 ist sowohl mit der ersten Elektromaschine 4 als auch mit der zweiten Elektromaschine 7 verbunden. Das Hybridfahrzeug 10 ist ein Plug-In-Hybridfahrzeug. Der elektrische Energiespeicher 9 ist als Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt und mit einer Ladesteckverbindungseinrichtung 13 des Hybridfahrzeugs 10 verbunden, so dass der elektrische Energiespeicher 9 über ein Ladekabel 14 mit der Energie aus einer externen Ladeeinrichtung wiederaufladbar ist. Eine Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 dient einer Steuerung und/oder Regelung des Antriebsstrangs 1. Im Hybridfahrzeug 10 ist eine Bedieneinrichtung 12 für den Fahrer vorgesehen, welche mit der Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 verbunden ist und mit welcher der Fahrer einerseits zwischen einem E-Cell Betriebsmodusprogramm E und einem Hybrid-Betriebsmodusprogramm H wählen kann, andererseits ist ein Fahrverhaltenprogramm S für ein sportliches Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs aktivierbar und deaktivierbar. Im Betriebsmodusprogramm E ist ein elektrischer Betriebsmodus solange aktiviert, solange der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 9 oberhalb eines unteren Grenzladezustands von 20% der maximalen Gesamtladung des elektrischen Energiespeichers 9 beträgt. Nur für den Fall von auftretenden Sonderereignissen, wie ein zu verhindernder Fahrzeugliegenbleiber oder ein notwendiger Betrieb des Verbrennungsmotors 2 für eine Durchführung einer Wartung des Verbrennungsmotors 2 oder von mit einem Verbrennungsmotorbetrieb in Zusammenhang stehenden Diagnosen wird der elektrische Betriebsmodus bei einem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 9 oberhalb von 20% verlassen. In dem Hybrid-Betriebsmodusprogramm H wählt eine Echtzeitoptimierungseinrichtung der Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 zwischen einem elektrischen Betriebsmodus, einem verbrennungsmotorischen Betriebsmodus, einem seriellen Betriebsmodus und einem parallelen Betriebsmodus des Antriebsstrangs 1 aus und die Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 steuert und/oder regelt den Antriebsstrang 1 entsprechend dem ausgewählten Betriebsmodus. Unter einem seriellen Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus des Antriebsstrangs zu verstehen, bei welchem das Hybridfahrzeug 10 von einer Antriebsleistung der Elektromaschine 7 angetrieben wird, wobei eine Leistung für den Antrieb der Elektromaschine 7 von einem Verbrennungsmotor 2 erbracht wird, welcher die als Generator betriebene Elektromaschine 4 antreibt. Unter einem parallelen Betriebsmodus wird ein Betriebsmodus verstanden, in welchem sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die Elektromaschine 4 und/oder 7 in Betrieb sind und der Fahrzeugantrieb 8 des Hybridfahrzeugs 10 mechanisch vom Verbrennungsmotor 2 angetrieben wird. Am Anschlag des Fahrpedals 16 ist ein nicht dargestellter Schalter vorgesehen. Mit einem Durchdrücken des Fahrpedals 16 gegen den sich am Anschlag befindlichen Schalter des Fahrpedals 16 ist im aktivierten E-Cell-Betriebsmodusprogramm E ein Umschalten in das Hybrid-Betriebsmodusprogramm H bewirkbar. Für das Betriebsmodusprogramm H ist eine Fahrpedalkennlinie in der Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 festgelegt, welche ein höheres Maximalmoment ermöglicht als in der Fahrpedalkennlinie, welche für das Betriebsmodusprogramm E festgelegt ist. Deshalb ist es möglich durch das Drücken des Schalters das leistungsschwächere Betriebsmodusprogramm E zu verlassen und in das leistungsstärkere Programm H zu wechseln. Nach erfolgtem Betriebsmoduswechsel geht die Fahrpedalkennlinie des Betriebsmodusprogramms E adaptiv in die Fahrpedalkennlinie des Betriebsmodusprogramms H über.
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Die Bedieneinrichtung 12 ist als Dreh-Drück-Knopf ausgeführt. 1 zeigt den Dreh-Drück-Knopf 12 in einer Draufsicht senkrecht zu einer Rotationsachse 12a (s. 2a und 2b) des Dreh-Drück-Knopfs 12. Mit einer Drehbewegung des äußeren Rings 12c des Dreh-Drück-Knopfs ist eine Auswahl der Betriebsmodusprogramme E oder H bewirkbar, wobei bei einem Erreichen einer einem Betriebsmodusprogramm E oder H zugeordneten Verdrehposition das entsprechende Schriftzeichen E oder H oder ein anderes Element im Umfeld der Schriftzeichen E oder H, insbesondere eine Diode, aufleuchtet. 2a zeigt einen Mittelschnitt des Dreh-Drück-Knopfs 12 entlang der Rotationsachse 12a des Dreh-Drück-Knopfs 12 in einer Position des Dreh-Drück-Knopfes 12, in welcher sich dieser befindet, wenn er nicht gedrückt wird. Ein Drücken des Dreh-Drück-Knopfs 12 bewirkt eine Verschiebung eines radial inneren Bereichs 12b des Dreh-Drück-Knopfs 12 entlang der Rotationsachse 12a und eine Auswahl des Fahrverhaltenprogramms S, im Weiteren Sport-Programm genannt, dadurch, dass ein Kontakt zwischen dem radial inneren Bereich 12b des Dreh-Drück-Knopfs 12 und einer Kontakteinrichtung 12d entsteht. Die Kontakteinrichtung 12d ist mit der Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 verbunden, so dass an die Antriebsstrangsteuereinrichtung 15 ein Signal geleitet wird, sobald ein Kontakt an der Kontakteinrichtung 12d vorliegt. 2b zeigt den Dreh-Drück-Knopf 12 in seiner gedrückten Position. Ein Drücken des Innenbereichs 12b des Knopfs 12 bewirkt ein Leuchten des Dreh-Drück-Knopfs 12. Es ist auch denkbar, dass bewirkt durch ein Drücken des Innenbereichs 12b des Dreh-Drück-Knopfs 12 nur ein Schriftzeichen S leuchtet. Nach einem Drücken des inneren Bereichs 12b des Dreh-Drück-Knopfs 12b geht der Innenbereich 12b des Dreh-Drück-Knopfs 12 in eine Ausgangsstellung von 2a zurück. Es ist auch möglich den Dreh-Drück-Knopf 12 so auszubilden, dass der Innenbereich 12b des Dreh-Drück-Knopfs 12 nach dem Drücken in seiner gedrückten Position verbleibt. Es ist auch denkbar, dass ein vom Fahrer ausgewähltes Betriebsmodusprogramm E oder H sowie bei einem aktiviertem Sport-Programm S eine entsprechende Information auf einer Fahrzeug-Anzeigeeinrichtung, insbesondere einem Combi-Instrument des Hybridfahrzeugs 10, angezeigt wird, anstelle oder zusätzlich zu einem Erscheinen von Leuchtsignalen. Bei einem Neustart des Hybridfahrzeugs 10, insbesondere einem Schlüsselstart des Hybridfahrzeugs 10 ist als Default-Wert das E-Cell-Betriebsmodusprogramm E aktiv, das Sport-Programm S ist nicht aktiv.
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3 zeigt ein Hybridfahrzeug 110 mit einem Antriebsstrang 101, wobei der Antriebsstrang 101 einen Verbrennungsmotor 2, eine Elektromaschine 4, ein Fahrzeuggetriebe 6 und eine Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 aufweist. Eine Kurbelwelle 3 des Verbrennungsmotors 2 ist über eine Kupplung 5 mit einem Getriebeeingang 6a des Fahrzeuggetriebes 6 verbindbar. Die Elektromaschine 4 ist ebenfalls mit dem Getriebeeingang 6a des Fahrzeuggetriebes 6 verbunden. Das Fahrzeuggetriebe 6 ist insbesondere als Automatikgetriebe ausgeführt. Der Getriebeausgang 6b des Fahrzeuggetriebes 6 ist mit einem Hybridfahrzeugantrieb 8 verbunden. Ein elektrischer Energiespeicher 9 ist mit der Elektromaschine 4 verbunden. Das Hybridfahrzeug 110 ist ein Plug-In-Hybridfahrzeug. Der elektrische Energiespeicher 9 ist als Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt und mit einer Ladesteckverbindungseinrichtung 13 des Hybridfahrzeugs 110 verbunden, so dass der elektrische Energiespeicher 9 über ein Ladekabel 14 mit der Energie aus einer externen Ladeeinrichtung wiederaufladbar ist. Eine Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 dient einer Steuerung und/oder Regelung des Antriebsstrangs 101. Im Hybridfahrzeug 110 ist eine Bedieneinrichtung 112 für den Fahrer vorgesehen, welche mit der Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 verbunden ist und mit welcher der Fahrer einerseits zwischen einem E-Cell-Betriebsmodusprogramm, einem E-Save-Betriebsmodusprogramm ES und einem Hybrid-Betriebsmodusprogramm H wählen kann, andererseits ist ein Fahrverhaltenprogramm S für ein sportliches Fahrerlebnis mit dem Hybridfahrzeug 110, ein Komfort-Programm K für ein komfortables Fahrerlebnis mit dem Hybridfahrzeug 110 oder ein manuelles Programm M für eine manuelle Schaltbarkeit des Fahrzeuggetriebes 6 durch den Fahrer wählbar. Bei einer Auswahl des Fahrverhalten-Programms M kann der Fahrer mittels einer Betätigung einer weiteren Bedieneinrichtung die verschiedenen Fahrzeuggetriebegänge manuell wählen. Ist das Fahrverhalten-Programm M nicht gewählt, so steuert und/oder regelt die Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 die Gangschaltungen des Fahrzeuggetriebes 6 automatisch Im E-Cell-Betriebsmodusprogramm E ist ein elektrischer Betriebsmodus solange aktiviert, solange der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 9 oberhalb eines unteren Grenzladezustands von 20% der maximalen Gesamtladung beträgt. Nur für den Fall von auftretenden Sonderereignissen, wie ein zu verhindernder Fahrzeugliegenbleiber oder ein notwendiger Betrieb des Verbrennungsmotors 2 für eine Durchführung einer Wartung des Verbrennungsmotors 2 oder von mit einem Verbrennungsmotorbetrieb in Zusammenhang stehenden Diagnosen wird der elektrische Betriebsmodus bei einem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 9 oberhalb von 20% verlassen. Bei einem Neustart des Hybridfahrzeugs 10, insbesondere einem Schlüsselstart des Hybridfahrzeugs 10 ist das E-Cell-Betriebsmodusprogramm E als Default-Wert aktiv. In dem E-Save-Betriebsmodusprogramm ES wählt eine Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 die Betriebsmodi so aus, dass eine Konstanthaltung des Ladezustands des elektrischen Energiespeichers 9 auf den zu einem Zeitpunkt einer Aktivierung des E-Save Betriebsprogramms ES vorliegenden Anfangsladezustand erreichbar ist. Unter einer Konstanthaltung des Anfangsladezustands ist im Rahmen der Erfindung eine Einhaltung eines Anfangsladezustands mit Abweichungen von diesem Wert bis zu +/– fünf Prozent zu verstehen. In dem Hybrid-Betriebsmodusprogramm H wählt eine Echtzeitoptimierungseinrichtung der Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 zwischen einem elektrischen Betriebsmodus, einem verbrennungsmotorischen Betriebsmodus und einem parallelen Betriebsmodus des Antriebsstrangs 101 aus und die Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 steuert und/oder regelt den Antriebsstrang 101 entsprechend dem ausgewählten Betriebsmodus. Unter einem parallelen Betriebsmodus wird ein Betriebsmodus verstanden, in welchem sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die Elektromaschine 7 in Betrieb sind und der Fahrzeugantrieb 8 des Hybridfahrzeugs 110 mechanisch vom Verbrennungsmotor 2 angetrieben wird. Am Anschlag des Fahrpedals 16 ist ein nicht dargestellter Schalter vorgesehen. Mit einem Durchdrücken des Fahrpedals 16 gegen den sich am Anschlag befindlichen Schalter des Fahrpedals 16 ist im aktivierten E-Cell-Betriebsmodusprogramm E ein Umschalten in das Hybrid-Betriebsmodusprogramm H bewirkbar. Für das Betriebsmodusprogramm H ist eine Fahrpedalkennlinie in der Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 festgelegt, welche ein höheres Maximalmoment ermöglicht als in der Fahrpedalkennlinie, welche für das Betriebsmodusprogramm E festgelegt ist. Deshalb ist es möglich durch das Drücken des Schalters das leistungsschwächere Betriebsmodusprogramm E zu verlassen und in das leistungsstärkere Programm H zu wechseln. Nach erfolgtem Betriebsmoduswechsel geht die Fahrpedalkennlinie des Betriebsmodusprogramms E adaptiv in die Fahrpedalkennlinie des Betriebsmodusprogramms H über.
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Die Bedieneinrichtung 112 ist als Dreh-Drück-Knopf ausgeführt. 3 zeigt den Dreh-Drück-Knopf 112 in einer Draufsicht senkrecht zu einer Rotationsachse 112a (s. 4a und 4b) des Dreh-Drück-Knopfs 112. Mit einer Drehbewegung des äußeren Rings 112c des Dreh-Drück-Knopfs 112 ist eine Auswahl der Betriebsmodusprogramme E, ES oder H bewirkbar, wobei bei einem Erreichen einer einem Betriebsmodusprogramm E, ES oder H zugeordneten Verdrehposition die entsprechenden Schriftzeichen E, ES oder H oder ein anderes Element im Umfeld der Schriftzeichen E, ES oder H, insbesondere eine Diode, aufleuchtet. 4a zeigt einen Mittelschnitt des Dreh-Drück-Knopfs 112 entlang der Rotationsachse 112a des Dreh-Drück-Knopfs 112 in einer Position des Dreh-Drück-Knopfes 112, in welcher sich dieser befindet, wenn er nicht gedrückt wird. Ein Drücken des Dreh-Drück-Knopfs 112 bewirkt eine Verschiebung eines radial inneren Bereichs 112b des Dreh-Drück-Knopfs 112 entlang der Rotationsachse 112a und eine Auswahl des Fahrverhaltenprogramms S, K oder M dadurch, dass ein Kontakt zwischen dem radial inneren Bereich 112b des Dreh-Drück-Knopfs und einer Kontakteinrichtung 112d entsteht. Die Kontakteinrichtung 112d ist mit der Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 verbunden, so dass an die Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 ein Signal geleitet wird, sobald ein Kontakt an der Kontakteinrichtung 112d vorliegt. Die Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 wählt daraufhin das Fahrverhalten-Programm aus, welches das in einer in der Antriebsstrangsteuereinrichtung 115 festgelegten Schaltreihenfolge der Fahrverhalten-Programme nächste Fahrverhalten-Programm S, K oder M ist. Ein erneutes Drücken bewirkt ein erneutes Umschalten in das nächste Fahrverhalten-Programm in der festgelegten Reihenfolge. Als Default-Wert, also als Ausgangswert nach einem Neustart des Hybridfahrzeugs 110 ist das Fahrverhalten-Programm K aktiv. 4b zeigt den Dreh-Drück-Knopf 112 in seiner gedrückten Position. Ein Drücken des Innenbereichs 112b des Knopfs 112 bewirkt ein Leuchten des dem aktivierten Fahrverhalten-Programm zugehörigen Schriftzeichen S, K oder M des Dreh-Drück-Knopfs 112. Nach einem Drücken des inneren Bereichs 112b des Dreh-Drück-Knopfs 112b geht der Innenbereich 112b des Dreh-Drück-Knopfs 112 in eine Ausgangsstellung von 4a zurück. Es ist auch denkbar, dass bei einem vom Fahrer ausgewählten Betriebsmodusprogramm E, ES oder H sowie bei einem ausgewählten Fahrverhalten-Programm S, K oder M eine entsprechende Information auf einer Fahrzeug-Anzeigeeinrichtung, insbesondere einem Combi-Instrument des Hybridfahrzeugs 110, angezeigt wird, anstelle oder zusätzlich zu einem Erscheinen von Leuchtsignalen.
