DE102014112646A1 - Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, bei dem einen Brennkraftmaschine (VM) und eine Elektromaschine (EM) jeweils einzeln oder gemeinsam mit einer Eingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes (DKG) verbindbar sind, um eine Achse des Hybridfahrzeugs anzutreiben. Bei einem solchen Antriebsstrang ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Schaltelemente der beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) als Schaltelemente für verschiedene Hybridfunktionen des Antriebsstrangs verwendet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, bei dem eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine jeweils einzeln oder gemeinsam mit einer Eingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes verbindbar sind, um eine Achse des Hybridfahrzeugs anzutreiben.
  • Ein Antriebsstrang der eingangs genannten Art ist aus der US 2008/000312 A1 bekannt.
  • Bei Antriebssträngen von Hybridfahrzeugen, wobei die Antriebsstränge Doppelkupplungsgetriebe aufweisen, finden zusätzliche Schaltelemente Verwendung, um die verschiedenen Hybridfunktionen des Antriebsstrangs zu ermöglichen. Insbesondere finden in diesem Zusammenhang zusätzliche schaltbare Kupplungen Verwendung. Diese zusätzlichen Schaltelemente führen zu einer erhöhten Komplexität des Antriebsstrangs und bedingen höhere Kosten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass verschiedene Hybridfunktionen des Antriebsstrangs einfach und bei geringem Bauaufwand verwirklicht werden können.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang, der gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs werden somit Schaltelemente der beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes als Schaltelemente für verschiedene Hybridfunktionen des Antriebsstrangs verwendet. Es sind somit nicht gesonderte Schaltelemente zum Erreichen verschiedener Hybridfunktionen des Antriebsstrangs erforderlich, vielmehr finden hierfür Schaltelemente der beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes Verwendung.
  • Beispielsweise kann die Funktion einer separaten Kupplung beim Stand der Technik durch eine Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes übernommen werden, um elektrische und hybridische Funktionen zumindest bei ungeraden Gängen des Doppelkupplungsgetriebes zu ermöglichen
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs kann das Doppelkupplungsgetriebe die bekannte Funktion weiterhin erfüllen und zusätzlich neue elektrische bzw. hybridische Funktionen ermöglichen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebsstrangs ist vorgesehen, dass die Elektromaschine und die Brennkraftmaschine im Kraftfluss vor den beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes über ein Planetengetriebe ankuppelbar sind, wobei abhängig von der Schaltung der beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes entweder nur die Elektromaschine zum Antrieb des Hybridfahrzeugs, somit im E-Modus genutzt wird, oder die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine gemeinsam genutzt werden, somit im Parallelmodus genutzt werden.
  • Gemäß einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine im Kraftfluss vor den beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet ist und die Elektromaschine im Kraftfluss hinter den beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet ist und über ein Planetengetriebe ankuppelbar ist, wobei abhängig von der Schaltung der beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes entweder nur die Elektromaschine zum Antrieb des Hybridfahrzeugs genutzt wird, somit im E-Modus genutzt wird, oder die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine gemeinsam genutzt werden, somit im Parallelmodus genutzt werden.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung sowie der Erläuterung der dort beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs,
  • 2 einen Schaltplan für den in 1 veranschaulichten Antriebsstrang,
  • 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs,
  • 4 betreffend die Variante nach 3 einen Schaltplan der Hauptfunktionen des Antriebsstrangs,
  • 5 betreffend die Variante nach 3 einen Schaltplan von Hybridfunktionen des Antriebsstrangs,
  • 6 betreffend die Variante nach 3 einen Schaltplan weiterer Hybridfunktionen des Antriebsstrangs.
  • 1 veranschaulicht den Aufbau des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs. Eine Brennkraftmaschine VM und eine Elektromaschine EM sind jeweils einzeln oder gemeinsam mit einer Eingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes DKG verbindbar, um über eine Ausgangswelle AW eine Achse des Hybridfahrzeugs anzutreiben.
  • Die Elektromaschine EM und die Brennkraftmaschine VM sind im Kraftfluss vor den beiden Kupplungen K1 und K2 des Doppelkupplungsgetriebes DKG über ein Planetengetriebe PG ankuppelbar. Abhängig von der Schaltung der beiden Kupplungen K1, K2 des Doppelkupplungsgetriebes DKG wird entweder nur die Elektromaschine EM zum Antrieb des Hybridfahrzeugs im E-Modus genutzt, oder es werden die Brennkraftmaschine VM und die Elektromaschine EM gemeinsam genutzt, somit im Parallelmodus betrieben. Das Planetengetriebe PG ist als Ravigneaux-Satz realisiert. Eine Bremse BVM ermöglicht es, die Eingangsquelle der Brennkraftmaschine VM festzuhalten.
  • Die beiden Kupplungen K1, K2 sind zur Erfüllung der üblichen Funktionen des Doppelkupplungsgetriebes DKG mittels Schaltelementen schaltbar. Schaltelemente dieser beiden Kupplungen K1, K2 werden als Schaltelemente für verschiedene Hybridfunktionen des Antriebsstrangs verwendet.
  • Diese Gestaltung des Antriebsstrangs erfordert eine relativ geringe Modifikation im Bereich der Kupplungen K1 und K2. Es ist eine rein elektrische Fahrt mit gutem Wiederstart möglich. Der Bauraum des Doppelkupplungsgetriebes DKG ist gut ausgenutzt.
  • 2 zeigt für das gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 als 4-Gang-Getriebe ausgebildete Doppelkupplungsgetriebe einen Schaltplan. Das Doppelkupplungsgetriebe kann ohne Weiteres modifiziert sein, insbesondere weitere Gänge aufweisen. Der Schaltplan dient im Zusammenhang mit dem konkreten Antriebsstrang gemäß 1 zur Verdeutlichung der Funktionen und Schaltzustände des Antriebsstrangs.
  • Veranschaulicht sind die Schaltzustände für die Fahrzustände E-Gang (zum Beispiel 1. Gang), Motorstart aus E-Gang, Geared-Neutral Anfahrt, 1. Gang, 2. Gang, 3. Gang, 4. Gang, Kaltstart und den Fahrzustand der aktiven Synchronisation.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß der 3 unterscheidet sich von demjenigen nach 1 grundsätzlich dadurch, dass die Brennkraftmaschine VM im Kraftfluss vor den beiden Kupplungen K1, K2 des Doppelkupplungsgetriebes DKG angeordnet ist und die Elektromaschine EM im Kraftfluss hinter den beiden Kupplungen K1, K2 des Doppelkupplungsgetriebes DKG angeordnet ist und über das Planetengetriebe PG ankuppelbar ist. Auch hier werden abhängig von der Schaltung der beiden Kupplungen K1, K2 entweder nur die Elektromaschine EM zum Antrieb des Hybridfahrzeugs, somit im E-Modus, oder die Brennkraftmaschine VM und die Elektromaschine EM gemeinsam genutzt, somit im Parallelmodus betrieben. Ferner ist statt der Bremse BVM eine Parksperre PS bzw. Klauenkupplung, die die Funktion einer Parksperre aufweist, vorgesehen. Wenn die Parksperre auf das zugeordnete Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes DKG einwirkt, dahingehend, dass die Welle AW2 blockiert ist, kann die Eingangswelle von der Brennkraftmaschine VM über die Kupplung K2 festgehalten werden. Somit kann, wie zum Ausführungsbeispiel nach 3 veranschaulicht, auf die gemäß Ausführungsbeispiel nach 1 vorgesehene Bremse BVM verzichtet werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Anbindung der Elektromaschine EM über zwei Wellen EW1 und EW2 an das Planetengetriebe PG realisiert. Hierbei verbinden zwei Schaltelemente, die beispielsweise als Klauenkupplungen ausgebildet sind, die Elektromaschine EM mit den Wellen EW1, EW2.
  • 4 zeigt für das Ausführungsbeispiel gemäß 3 einen Schaltplan für die Hauptfunktionen des Hybridfahrzeugs. Veranschaulicht sind die Hauptfunktionen Kaltstart, Warmstart (zum Beispiel bei 3. Gang eingelegt), Warmstart (zum Beispiel bei 2. Gang eingelegt), 1. Gang, 2. Gang, 3. Gang und 4. Gang.
  • 5 zeigt für das Ausführungsbeispiel gemäß 3 Hybridfunktionen in Zusammenhang mit ungeraden Gängen des Doppelkupplungsgetriebes. Veranschaulicht sind E-Gang L, Impulsstart aus E-Gang L, Schleppstart aus E-Gang L, E-Gang H, Geared-Neutral Anfahrt, Absenkung VM Drehzahl, elektrische Synchronisation, Lastpunktverschiebung, Boost/Rekuperation. Der Buchstabe ”L” bezeichnet das elektrische Fahren nur bei Antrieb von EW1, während der Buchstabe ”H” das elektrische Fahren bezeichnet, bei dem beide Wellen EW1, EW2 angetrieben sind.
  • 6 veranschaulicht weitere Hybridfunktionen zum Ausführungsbeispiel gemäß 3, wobei sich diese Hybridfunktionen gemäß Schaltplan auf gerade Gänge des Doppelkupplungsgetriebes DKG beziehen. Es handelt sich im Einzelnen um die Hybridfunktionen E-Gang H, Geared-Neutral Anfahrt, Absenkung VM Drehzahl, elektrische Synchronisation, Lastpunktverschiebung, Boost/Rekuperation.
  • Die Schaltbilder gemäß den 2, 5 und 6 beinhalten zudem jeweilige Abkürzungen und Erläuterungen sowie die Schaltzustände der in den Prinzipdarstellungen gemäß der 1 und 3 genannten Komponenten.
  • Die in der Beschreibung genannten Gänge sind beispielhaft und der Betrieb der dargestellten Funktionen ist in der Regel auch in anderen Gängen möglich.
  • Bezugszeichenliste
    • VM
      Brennkraftmaschine
      EM
      Elektromaschine
      DKG
      Doppelkupplungsgetriebe
      K1
      Kupplung
      K2
      Kupplung
      PG
      Planetengetriebe
      BVM
      Bremse Brennkraftmaschine
      S1
      Schaltelement 1. Gang
      S2
      Schaltelement 2. Gang
      S3
      Schaltelement 3. Gang
      S4
      Schaltelement 4. Gang
      AW1
      Antriebswelle 1
      AW2
      Antriebswelle 2
      AW
      Abtriebswelle
      EW1
      Erste Welle Elektromaschine
      EW2
      Zweite Welle Elektromaschine
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2008/000312 A1 [0002]

Claims (7)

  1. Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, bei dem einen Brennkraftmaschine (VM) und eine Elektromaschine (EM) jeweils einzeln oder gemeinsam mit einer Eingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes (DKG) verbindbar sind, um eine Achse des Hybridfahrzeugs anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltelemente der beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) als Schaltelemente für verschiedene Hybridfunktionen des Antriebsstrangs verwendet werden.
  2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM) und die Brennkraftmaschine (VM) im Kraftfluss vor den beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) über ein Planetengetriebe (PG) ankuppelbar sind, wobei abhängig von der Schaltung der beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) entweder nur die Elektromaschine (EM) zum Antrieb des Hybridfahrzeugs genutzt wird, oder die Brennkraftmaschine (VM) und die Elektromaschine (EM) gemeinsam genutzt werden.
  3. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (VM) im Kraftfluss vor den beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) angeordnet ist und die Elektromaschine (EM) im Kraftfluss hinter den beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) angeordnet ist und über ein Planetengetriebe (PG) ankuppelbar ist, wobei abhängig von der Schaltung der beiden Kupplungen (K1, K2) des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) entweder nur die Elektromaschine (EM) zum Antrieb des Hybridfahrzeugs genutzt wird oder die Brennkraftmaschine (VM) und die Elektromaschine (EM) gemeinsam genutzt werden.
  4. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser folgende Schaltzustände aufweist:
    Figure DE102014112646A1_0002
    Mit: BVM Bremse Brennkraftmaschine K1 Kupplung K2 Kupplung S1 Schaltelement 1. Gang S2 Schaltelement 2. Gang S3 Schaltelement 3. Gang S4 Schaltelement 4. Gang
  5. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser folgende Schaltzustände für Hauptfunktionen des Hybridfahrzeuges aufweist:
    Figure DE102014112646A1_0003
    Mit: PS Parksperre K1 Kupplung K2 Kupplung S1 Schaltelement 1. Gang S2 Schaltelement 2. Gang S3 Schaltelement 3. Gang S4 Schaltelement 4. Gang EW1 Erste Welle Elektromaschine EW2 Zweite Welle Elektromaschine
  6. Antriebsstrang nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser folgende Schaltzustände für Hybridfunktionen bei ungeraden Gängen des Hybridfahrzeuges aufweist:
    Figure DE102014112646A1_0004
  7. Antriebsstrang nach Anspruch 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser folgende Schaltzustände für Hybridfunktionen bei geraden Gängen des Hybridfahrzeuges aufweist:
    Figure DE102014112646A1_0005
DE102014112646.7A 2014-09-03 2014-09-03 Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs Pending DE102014112646A1 (de)

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