DE102015221082A1 - Motor vehicle and method for operating a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einem Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Kupplungsaktuator zum Betätigen der Kupplung aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine and at least one electric motor, wherein the internal combustion engine is connected to a transmission via a clutch and the electric motor is non-positively connected to the transmission, characterized in that the motor vehicle has a clutch actuator for actuating the clutch. In addition, the invention relates to a method for operating a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einem Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist.The invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine and at least one electric motor, wherein the internal combustion engine is connected to a transmission via a coupling and the electric motor is non-positively connected to the transmission.

Kraftfahrzeug mit Hybridantrieben, d. h. gleichzeitig Verbrennungsmotor und Elektromotor, sind grundsätzlich bekannt. Dabei wird der Elektromotor oft über eine Kupplung an einer Stelle des Antriebsstranges, beispielsweise dem Getriebe, angebunden.Motor vehicle with hybrid drives, d. H. at the same time combustion engine and electric motor, are basically known. In this case, the electric motor is often connected via a coupling at a point of the drive train, such as the transmission.

Dabei besteht das Problem, das Kraftfahrzeug so auszugestalten, dass der Fahrer einerseits ein Hybridfahrzeug fährt und andererseits die gewohnte Bediensituation vorfindet.There is the problem, the motor vehicle in such a way that the driver on the one hand drives a hybrid vehicle and on the other hand finds the usual operating situation.

Zur Lösung dieses Problems wird ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weiterführende Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve this problem, a motor vehicle with the features of claim 1 is proposed. Further developments emerge from the subclaims.

Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass die den Verbrennungsmotor und das Getriebe verbindende Kupplung über einen Kupplungsaktuator betätigt wird und weiterhin der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist. Durch das Vorsehen des Kupplungsaktuators kann nämlich der Verbrennungsmotor zu- und weggeschaltet werden, ohne dass es der Fahrer bemerkt. So kann die Steuerungsstrategie mit der Fahr- und Kupplungsstrategie des Fahrers überlagert werden, ohne dass der Fahrer seine Fahrstrategie ändern müsste oder etwas von der Überlagerung bemerkt.As the core of the invention is considered that the connecting the engine and the transmission clutch is actuated via a clutch actuator and further the electric motor is non-positively connected to the transmission. Namely, by providing the clutch actuator, the engine can be switched on and off without the driver noticing. Thus, the control strategy can be overlaid with the driving and clutch strategy of the driver without the driver having to change his driving strategy or noticing something of the overlay.

Dabei ist der Kupplungsaktuator bevorzugt so aufgebaut, dass er eine Antriebseinheit und ein das von der Antriebseinheit abgegebene drehmomentübersetzendes Getriebe aufweist. Damit soll zumindest klargestellt werden, dass es sich bei dem Kupplungsaktuator um einen Aktuator handelt, wie er beispielsweise in einem Kraftfahrzeug mit sogenanntem automatisierten Schaltgetriebe vorzufinden ist und nicht um eine Betätigungseinheit eines Handschaltgetriebe-Kraftfahrzeugs. Durch die Verwendung des Kupplungsaktuators wird es nämlich möglich, den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang abzukoppeln, ohne dass der Fahrer ein Kupplungspedal betätigen müsste.In this case, the clutch actuator is preferably constructed such that it has a drive unit and a torque-transmitting transmission that is output by the drive unit. This should at least make it clear that it is the clutch actuator is an actuator, as it is found for example in a motor vehicle with so-called automated manual transmission and not an operating unit of a manual transmission motor vehicle. Namely, by using the clutch actuator, it becomes possible to decouple the engine from the driveline without the driver having to operate a clutch pedal.

Vorteilhafterweise und alternativ zur beschriebenen Ausgestaltung des Kupplungsaktuators mit Antriebseinheit und Getriebe kann dieser auch eine Pumpeinheit und ein Ventil aufweisen. Der Kupplungsaktuator kann also auch als hydraulischer Kupplungsaktuator ausgestaltet sein.Advantageously, and as an alternative to the described embodiment of the clutch actuator with drive unit and transmission, this can also have a pump unit and a valve. The clutch actuator can therefore also be designed as a hydraulic clutch actuator.

Dann ist der Kupplungsaktuator bevorzugt an eine hydraulische Wegstrecke einer Kupplungsbetätigung angebunden. Durch das Vorsehen des Ventils ist es möglich, ein länger anhaltendes Öffnen der Kupplung zu ermöglichen, ohne dass dies Energieaufwand verursacht.Then the clutch actuator is preferably connected to a hydraulic path of a clutch actuation. By providing the valve, it is possible to allow a longer-lasting opening of the clutch, without causing energy expenditure.

Vorteilhafterweise kann an die hydraulische Wegstrecke weiterhin ein Kupplungspedal angeschlossen sein. Dementsprechend kann die Kupplung vom Fahrer hydraulisch betätigt werden, beim Wegschalten der Fahrerbetätigung muss der Nehmerzylinder so umgeleitet werden, dass der Fahrer ein gewohntes Betätigungsverhalten der Kupplung bzw. des Kupplungspedals vorfindet, obwohl die Kupplung mittels des Kupplungsaktuators geöffnet ist.Advantageously, a clutch pedal may be connected to the hydraulic path. Accordingly, the clutch can be actuated hydraulically by the driver, when switching off the driver operation, the slave cylinder must be redirected so that the driver finds a familiar operating behavior of the clutch or the clutch pedal, although the clutch is opened by means of the clutch actuator.

Vorteilhafterweise ist das Getriebe als Handschaltgetriebe ausgebildet.Advantageously, the transmission is designed as a manual transmission.

Weiterhin bevorzugt kann das Kraftfahrzeug ein Kupplungspedal mit einem Positionssensor aufweisen. Es handelt sich also um eine sogenannte Clutch-By-Wire-Kupplung. Das Signal des Positionssensors kann dabei sowohl auf einen elektromechanischen Kupplungsaktuator wie auch auf einen hydraulischen Kupplungsaktuator gegeben werden.Further preferably, the motor vehicle may have a clutch pedal with a position sensor. It is therefore a so-called clutch-by-wire coupling. The signal of the position sensor can be given both to an electromechanical clutch actuator as well as to a hydraulic clutch actuator.

Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Elektromotor umfasst, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – die Kupplung in einem ersten Betriebszustand geschlossen ist und der Elektromotor motorisch oder rekuperativ betrieben wird, und
  • – in einem zweiten Betriebszustand die Kupplung geöffnet ist und der Elektromotor motorisch betrieben wird.
In addition, the invention relates to a method for operating a motor vehicle, wherein the motor vehicle comprises an internal combustion engine with at least one electric motor, wherein the internal combustion engine is connected to a transmission via a clutch and the electric motor is non-positively connected to the transmission. The method is characterized in that
  • - The clutch is closed in a first operating state and the electric motor is operated by motor or recuperative, and
  • - In a second operating state, the clutch is open and the electric motor is operated by a motor.

Der Elektromotor kann bei Anbindung des Verbrennungsmotors an das Getriebe entweder zur Leistungssteigerung verwendet werden oder aufgeladen werden. Daneben weist das Kraftfahrzeug einen reinen Elektrobetrieb auf.The electric motor can either be used to boost performance or be charged when connecting the engine to the transmission. In addition, the motor vehicle has a pure electric operation.

Vorteilhafterweise kann ein Schaltelement im Kraftfahrzeug vorgesehen sein, mit dem Wechsel vom ersten in den zweiten Betriebszustand durch den Fahrer vornehmbar ist. Das Schaltelement kann beispielsweise am Wählhebel ausgebildet sein, es kann sich aber auch um einen Betätigungsknopf irgendwo im Kraftfahrzeug handeln.Advantageously, a switching element may be provided in the motor vehicle, with the change from the first to the second operating state by the driver vornehmbar. The switching element may for example be formed on the selector lever, but it may also be an actuating button anywhere in the vehicle.

Besonders bevorzugt kann ein Kupplungsaktuator zum Öffnen der Kupplung verwendet werden. Dieser kann wie weiter oben beim Kraftfahrzeug beschrieben ausgebildet sein.Particularly preferably, a clutch actuator can be used to open the clutch. This can be designed as described above in the motor vehicle.

Vorteilhafterweise kann ein Kupplungsaktuator verwendet werden, der eine Pumpeneinheit und ein Ventil aufweist und der in eine hydraulische Wegstrecke der Kupplungsbetätigung eingebunden ist. Diese Ausgestaltung ist weiter oben bereits ausführlicher beschrieben.Advantageously, a clutch actuator can be used, which has a pump unit and a valve and which is integrated into a hydraulic path of the clutch actuation. This embodiment has already been described in more detail above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and figures. Showing:

1 ein Kraftfahrzeug, 1 a motor vehicle,

2 einen schematischen Aufbau eines Antriebsstrangs, und 2 a schematic structure of a powertrain, and

3 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. 3 a flowchart of a method for operating a motor vehicle.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Antriebsstrang 2 und einer Steuerungseinrichtung 3. Die Steuerungseinrichtung 3 kann dabei ein Teil des Antriebsstranges 2 sein oder auch als zentrale Steuerungseinrichtung ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall steuert die Steuerungseinrichtung 3 nicht nur den Betrieb des Antriebsstranges sondern auch weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs. Dabei kann die Steuerungseinrichtung 3 beliebig angeordnet sein, sie kann sich in der Nähe oder fernab des Antriebsstranges 2 befinden. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung 3 auch aus mehreren Einheiten bestehen. 1 shows a motor vehicle 1 with a powertrain 2 and a controller 3 , The control device 3 can be a part of the drive train 2 be or be designed as a central control device. In the latter case, the control device controls 3 not only the operation of the drive train but also other components of the motor vehicle. In this case, the control device 3 Arranged arbitrarily, it can be near or far from the drive train 2 are located. In particular, the control device 3 also consist of several units.

2. zeigt einen Teil des Antriebsstrangs 2 im Detail. Dabei sind die Komponenten des Antriebsstrangs 2 nach dem Getriebe weggelassen. 2 zeigt den Antriebsstrang 2 und davon einen Verbrennungsmotor 4, eine Anfahrkupplung 5, ein Getriebe 6, einen Elektromotor 7 sowie einen Kupplungsaktuator 8. Der Kupplungsaktuator 8 ist in die hydraulische Wegstrecke 9 über einen Ventilblock 10 eingebunden und umfasst weiterhin eine Pumpe 12. An den Ventilblock 10 ist weiterhin über einen Geberzylinder 14 ein Kupplungspedal 16 angebunden. 2 , shows a part of the drive train 2 in detail. Here are the components of the powertrain 2 omitted after the transmission. 2 shows the drive train 2 and of it an internal combustion engine 4 , a start-up clutch 5 , a gearbox 6 , an electric motor 7 and a clutch actuator 8th , The clutch actuator 8th is in the hydraulic route 9 via a valve block 10 integrated and further includes a pump 12 , To the valve block 10 is still via a master cylinder 14 a clutch pedal 16 tethered.

2 zeigt vom Getriebe 6 einen Radsatz. Dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass der Elektromotor 7 an die Konstante 18 der Getriebeeingangswelle 20 angebunden ist. Dieses Merkmal ist bevorzugt und unabhängig von anderen Merkmalen des Aufbaus vorzusehen. An die Konstante 18 ist ebenfalls die Vorgelegewelle 22 angebunden. 2 shows from the gearbox 6 a wheelset. It should be emphasized in particular that the electric motor 7 to the constant 18 the transmission input shaft 20 is connected. This feature is preferable and independent of other features of the structure. To the constant 18 is also the countershaft 22 tethered.

Die Konstante 18 ist bekanntermaßen die Stelle im Getriebe 6, an der zwei Festräder auf zwei verschiedenen Wellen miteinander in Eingriff stehen, wodurch an dieser Stelle eine konstante Übersetzung vorliegt.The constant 18 is known to be the place in the transmission 6 in which two fixed gears are engaged with each other on two different shafts, whereby a constant transmission is present at this point.

Das Kupplungspedal 16 umfasst einen Positionssensor, sodass dessen Signal an die Steuerungseinrichtung 3 weitergegeben werden kann.The clutch pedal 16 includes a position sensor, so that its signal to the controller 3 can be passed on.

3 zeigt ein Ablaufschema zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. In Schritt S1 empfängt die Steuerungseinrichtung 3 das Signal eines Schaltelementes. Nach Auswahl des Signals wird in Schritt S2 weiterhin der Schließzustand der Kupplung 5 abgefragt. Abschließend wird in Schritt S3 in Abhängigkeit der Ergebnisse aus den Schritten S1 und S2 eine Betätigung der Kupplung, d. h. ein Öffnen und/oder Schließen der Kupplung 5 veranlasst oder unterlassen. Wird durch die Betätigung des Schaltelementes ein rein elektromotorisches Fahren gewählt, so ist die Kupplung 5 zu öffnen. Dies ist selbstverständlich nur notwendig, wenn sie nicht bereits geöffnet ist. Ebenso kann in Schritt S1 ein Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor ausgewählt werden. In diesem Fall ist die Kupplung 5 zu schließen. 3 shows a flowchart for operating a motor vehicle. In step S1, the controller receives 3 the signal of a switching element. After selecting the signal, the closing state of the clutch continues in step S2 5 queried. Finally, in step S3, depending on the results from steps S1 and S2, an actuation of the clutch, ie an opening and / or closing of the clutch 5 caused or omitted. Is selected by the operation of the switching element a purely electric motor driving, so is the clutch 5 to open. Of course, this is only necessary if it is not already open. Likewise, a driving operation with an internal combustion engine can be selected in step S1. In this case, the clutch 5 close.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
22
Antriebsstrangpowertrain
33
Steuerungseinrichtungcontrol device
44
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
55
Anfahrkupplungclutch
66
Getriebetransmission
77
Elektromotorelectric motor
88th
Kupplungsaktuatorclutch
99
hydraulische Wegstreckehydraulic route
1010
Ventilblockmanifold
1212
Pumpepump
1414
GeberzylinderMaster cylinder
1616
Kupplungspedalclutch pedal
1818
Konstanteconstant
2020
GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
2222
VorgelegewelleCountershaft

Claims (10)

Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einem Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Kupplungsaktuator zum Betätigen der Kupplung aufweist.Motor vehicle having an internal combustion engine and at least one electric motor, wherein the internal combustion engine is connected to a transmission via a clutch and the electric motor is non-positively connected to the transmission, characterized in that the motor vehicle has a clutch actuator for actuating the clutch. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator eine Antriebseinheit und ein Getriebe aufweist.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the clutch actuator comprises a drive unit and a transmission. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator eine Pumpeinheit und ein Ventil aufweist.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the clutch actuator comprises a pumping unit and a valve. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator an eine hydraulische Wegstrecke einer Kupplungsbetätigung angebunden ist. Motor vehicle according to claim 3, characterized in that the clutch actuator is connected to a hydraulic path of a clutch actuation. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Schaltgetriebe ausgebildet ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission is designed as a manual transmission. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Kupplungspedal mit einem Positionssensor aufweist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the motor vehicle has a clutch pedal with a position sensor. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor und wenigstens einen Elektromotor umfasst, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das die Kupplung in einem ersten Betriebszustand geschlossen ist und der Elektromotor motorisch oder rekuperativ betrieben wird, und – in einem zweiten Betriebszustand die Kupplung geöffnet ist und der Elektromotor motorisch betrieben wird.Method for operating a motor vehicle, wherein the motor vehicle comprises an internal combustion engine and at least one electric motor, wherein the internal combustion engine is connected to a transmission via a clutch and the electric motor is non-positively connected to the transmission, characterized in that - the clutch in a first operating state is closed and the electric motor is operated by motor or recuperative, and - in a second operating state, the clutch is open and the electric motor is operated by a motor. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement im Kraftfahrzeug vorgesehen ist, mit dem der Wechsel vom ersten in den zweiten Betriebszustand durch den Fahrer vornehmbar ist.A method according to claim 7, characterized in that a switching element is provided in the motor vehicle, with the change from the first to the second operating state by the driver vornehmbar. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsaktuator zum Öffnen der Kupplung verwendet wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that a clutch actuator is used to open the clutch. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplungsaktuator verwendet wird, der eine Pumpeinheit und ein Ventil aufweist und in eine hydraulische Wegstrecke der Kupplungsbetätigung eingebunden ist.A method according to claim 7 or 8 or 9, characterized in that a Kupplungsaktuator is used which has a pump unit and a valve and is incorporated in a hydraulic path of the clutch actuation.
DE102015221082.0A 2015-10-28 2015-10-28 Motor vehicle and method for operating a motor vehicle Withdrawn DE102015221082A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20130267382A1 (en) * 2010-12-16 2013-10-10 Hiroki Inoue Device for controlling power transmission of vehicle
US20140236406A1 (en) * 2011-04-21 2014-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of vehicle drive device

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