DE102015220430A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Getriebe, wobei der Elektromotor an einer Eingangswelle des Getriebes angebunden oder anbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn betreibbar ist und zur Erzeugung wenigstens einer Vorwärtsganges als auch wenigstens eines Rückwärtsganges verwendbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektroantrieb und einem Getriebe, wobei der Elektromotor an eine Eingangswelle des Getriebes angebunden ist.
  • Kraftfahrzeuge mit hybridisierten Antriebssträngen, d.h. sowohl mit Verbrennungsmotor als auch mit Elektromotor, sind seit längerem bekannt. Dabei ist der Elektromotor antriebsseitig an das Getriebe angebunden. Das schließt ein, dass der Elektromotor und die Getriebewelle fest verbunden sind oder über eine Kupplung situationsabhängig verbindbar sind.
  • Weiterhin kann der Elektromotor direkt über ein Zahnrad oder indirekt mit der Getriebeeingangswelle verbunden sein.
  • Statt eines Elektromotors kann ein Elektroantrieb auch mehrere Elektromotoren aufweisen.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Kraftfahrzeug anzugeben, das kostengünstiger herzustellen ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass der Elektromotor bzw. Elektroantrieb sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn betreibbar ist und zur Erzeugung wenigstens eines Vorwärtsganges als auch wenigstens eines Rückwärtsganges verwendbar ist.
  • Als Kern der Erfindung wird angesehen, den Elektromotor nicht nur für die Vorwärtsfahrt sondern auch als ausschließlichen Rückwärtsgangantrieb zu verwenden. Dadurch können die normalerweise vorzusehende Welle, Zahnräder und Synchronisierelemente eingespart werden. Hierdurch werden die entsprechenden Materialkosten vermieden.
  • Vorteilhafterweise kann der Verbrennungsmotor mit dem Getriebe über eine Kupplungsanordnung verbunden sein und der Elektromotor auf der Abtriebsseite der Kupplungsanordnung angeordnet sein. Prinzipiell kann der Elektromotor auch auf der Antriebsseite der Kupplungsanordnung oder an einem Rad angeordnet sein. Für die Darstellung eines Rückwärtsganges mittels des Elektromotors ist die erstgenannte Anordnung aber besonders vorteilhaft.
  • Vorzugsweise kann der Verbrennungsmotor mit dem Getriebe über eine Kupplungsanordnung verbunden sein und die Kupplungsanordnung einen Kupplungsaktuator aufweisen. Mit dem Kupplungsaktuator kann die Kupplung während des Rückwärtsfahrens offen gehalten werden.
  • Bevorzugt kann das Getriebe als Handschaltgetriebe ausgebildet sein. Bei diesen ist das Einsparpotential am größten.
  • Dann kann die Kupplungsanordnung eine clutch-by-wire-Kupplung umfassen. D.h. dass das Kraftfahrzeug bevorzugt ein Kupplungspedal mit Positionssensor aufweist. In Abhängigkeit der Signale des Positionssensors wird ein Kupplungsaktuator betätigt. Beim Rückwärtsfahren werden diese Signale ignoriert, da der Fahrer gewohnheitsmäßig einkuppelt, obwohl bei Verwendung des Elektromotors ein Auskuppeln des Verbrennungsmotors notwendig ist. Statt den Fahrer umzuerziehen kann so das gewohnte Fahrverhalten beibehalten werden. Dadurch kann die Akzeptanz der Benutzer gesteigert werden.
  • Statt eines clutch-by-wire-Systems kann auch ein Zusatzglied in einer bekannten Kupplungsbetätigung mit Geber- und Nehmerzylinder hinzugefügt werden. Bspw. kann eine Pumpe Öl in die Hydraulikstrecke der Kupplungsbetätigung pumpen, um so die Kupplung auch ohne Betätigung des Kupplungspedals zu öffnen. Dabei wird bevorzugt eine sowieso vorhandene Pumpe verwendet. Um ein gleichzeitiges Betätigen des Kupplungspedals zu ermöglichen kann ein gasgefüllter und vorgespannter Ausgleichsspeicher vorgesehen sein.
  • Vorteilhafterweise kann das Kraftfahrzeug eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die Kupplungsanordnung beim Einlegen eines Rückwärtsganges zu öffnen. Sowohl bei einem clutch-by-wire-System als auch einem hydraulischen Zusatzglied sind diese anzusteuern.
  • Besonders bevorzugt kann das Kraftfahrzeug einen Sensor zum Erkennen eines eingelegten Rückwärtsganges aufweisen. Ein derartiger Sensor erkennt bspw. die Stellung des Wählhebels in der Wählgasse. Dadurch kann eine Steuerungseinrichtung mit Signalen versorgt werden.
  • Bevorzugt kann die Zahnradebene des Anfahrganges sowohl für das Anfahren vorwärts als auch rückwärts verwendbar sein. Dann ist vorteilhafterweise der Elektromotor mit dem Gang mit der kleinsten Übersetzung verbunden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 einen Antriebsstrang, und
  • 2 ein Ablaufschema zum Rückwärtsfahren.
  • 1 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor 2 und einer Anfahrkupplung 3 zum Koppeln des Verbrennungsmotors 2 mit einem Getriebe 4. Weiterhin weist der Antriebsstrang 1 einen Elektromotor 5 auf. Der Elektromotor 5 ist auf der Abtriebsseite der Anfahrkupplung 3, die als Kupplungsanordnung fungiert, angeordnet ist.
  • Die Anfahrkupplung 3 ist vom Typ „normally closed“ und wird durch einen Kupplungsaktuator 6 ausgekuppelt. Die Anfahrkupplung 3 kann als trocken- oder nasslaufende Lamellenkupplung oder als trockene Reibungskupplung mit Anpressplatte ausgestaltet sein.
  • Das Getriebe 4 ist als Handschaltgetriebe ausgebildet.
  • Das Kraftfahrzeug weist ein Kupplungspedal 7 mit Positionssensor 8 auf. Mit einer Steuerungseinrichtung, die die Signale des Positionssensors 8 empfängt und den Kupplungsaktuator 6 ansteuert, kann so eine sogenannte clutch-by-wire-Kupplung realisiert werden.
  • Der Elektromotor 5 besitzt eine Drehrichtungsumkehr. Er ist daher sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn betreibbar ist und zur Erzeugung wenigstens einer Vorwärtsganges als auch wenigstens eines Rückwärtsganges verwenbar.
  • Dabei sind keine weiteren Vorrichtungen zur Darstellung des Rückwärtsganges notwendig, daher können eine sonst verwendete Rückwärtsgangwelle oder die Synchronisierung eingespart werden. Vielmehr wird der 1. Gang durch die Drehrichtungsumkehr als Rückwärtsgang verwendet.
  • Der Elektromotor 5 kann bevorzugt auch generatorisch betrieben werden und z.B. bei Bergabfahrt o.ä. Strom erzeugen.
  • Das Kraftfahrzeug besitzt wie beschrieben ein Kupplungspedal 7 mit einem Positionssensor 8. Mit dem Positionssensor 8 kann der Kupplungswunsch des Fahrers detektiert werden.
  • Weiterhin ist ein Sensor 9 zum Erkennen eines eingelegten Rückwärtsganges vorhanden. Dieser kann bspw. die Wählgasse des Wählhebels überwachen.
  • Zur Steuerung insbesondere der Rückwärtsfahrt ist die Steuerungseinrichtung 10 vorhanden.
  • 2 zeigt ein Ablaufschema zum Durchführen einer Rückwärtsfahrt. In Schritt S1 sendet der Sensor 9 ein Signal an die Steuerungseinrichtung 10.
  • In Schritt S2 wird kontrolliert, ob die Anfahrkupplung 3 ein- oder ausgekuppelt ist. Bei einem rein elektrischen Betrieb kuppelt der Kupplungsaktuator 6 die Anfahrkupplung 3 aus, weswegen sie nicht mehr auszukuppeln ist. Andernfalls wird in Schritt S3 die Anfahrkupplung 3 ausgekuppelt.
  • In Schritt S4 steuert die Steuerungseinrichtung 10 den Elektromotor 5 so an, dass das Kraftfahrzeug rückwärts fährt. Dies geschieht durch eine Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 5 im Vergleich zur Vorwärtsfahrt. Durch die Anbindung des Elektromotors 5 an den 1. Gang reicht die Drehrichtungsumkehr zur Darstellung des Rückwärtsganges.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Anfahrkupplung
    4
    Getriebe
    5
    Elektromotor
    6
    Kupplungsaktuator
    7
    Kupplungspedal
    8
    Sensor
    9
    Sensor
    10
    Steuerungseinrichtung

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2), einem Elektroantrieb (5) und einem Getriebe (4), wobei der Elektroantrieb (5) an eine Eingangswelle des Getriebes (4) angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroantrieb (5) sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn betreibbar ist und zur Erzeugung wenigstens eines Vorwärtsganges als auch wenigstens eines Rückwärtsganges verwenbar ist.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor mit dem Getriebe (4) über eine Kupplungsanordnung (3) verbunden ist und der Elektroantrieb (5) auf der Abtriebsseite der Kupplungsanordnung (3) angeordnet ist.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor mit dem Getriebe (4) über eine Kupplungsanordnung (3) verbunden ist und die Kupplungsanordnung (3) einen Kupplungsaktuator (6) aufweist.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) als Handschaltgetriebe ausgebildet ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Kupplungspedal (7) mit Positionssensor (8) aufweist.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine Steuerungseinrichtung (10) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Kupplungsanordnung (3) beim Einlegen eines Rückwärtsganges zu öffnen.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Sensor (9) zum Erkennen eines eingelegten Rückwärtsganges aufweist.
  8. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradebene des Anfahrganges sowohl für das Anfahren vorwärts als auch rückwärts verwendbar ist.
  9. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroantrieb (5) mit dem Gang mit der kleinsten Übersetzung verbunden ist.
  10. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroantrieb wenigstens einen Elektromotor (5) umfasst.
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