DE102016202117A1 - Hybrid drive unit - Google Patents
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Abstract
Eine Hybrid-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs umfasst mehrere, jeweils zur Bedienung sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Elektromotors vorgesehene Bedienelemente, hierunter ein Fahrpedal, ein Kupplungspedal, sowie ein manuell betätigbares, die Einlegung verschiedener Fahrstufen ermöglichendes Wählelement, welches in verschiedenen Fahrmodi in einem zumindest partiell deckungsgleichen Schaltschema betätigbar ist.A hybrid drive unit of a motor vehicle comprises a plurality of operating elements respectively provided for operating both an internal combustion engine and an electric motor, including an accelerator pedal, a clutch pedal, and a manually operable selector element enabling various travel modes to be engaged in different driving modes in an at least partially congruent manner Schematic is operable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Antriebseinheit, welche insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Handschaltung geeignet ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs, das heißt eines durch einen Verbrennungsmotor sowie elektromotorisch antreibbaren Fahrzeugs.The invention relates to a hybrid drive unit, which is particularly suitable for a motor vehicle with manual transmission. Furthermore, the invention relates to a method for operating a hybrid vehicle, that is to say a vehicle which can be driven by an internal combustion engine and by an electric motor.
Aus der
Die
Fahrzeuge mit Hybridantrieb sind hinsichtlich ihrer Bedienung, insbesondere was das Einlegen von Fahrstufen betrifft, in der Regel mit rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen, welche ein Automatikgetriebe aufweisen, vergleichbar. Aus der
Als alternativen Lösungsansatz offenbart die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hybrid-Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs gegenüber dem genannten Stand der Technik dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Bedienung und das Betriebsverhalten eine besonders geringe Umstellung aus Sicht eines Nutzers eines herkömmlichen, verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugs bedeuten.The invention has for its object to further develop a hybrid drive system of a motor vehicle relative to the cited prior art in that the operation and the operating behavior mean a particularly low conversion from the perspective of a user of a conventional, internal combustion engine driven vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hybrid-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs gemäß Anspruch 10.This object is achieved by a hybrid drive unit with the features of
Die Hybrid-Antriebseinheit arbeitet mit mehreren Bedienelementen, wobei jedes dieser Bedienelemente sowohl Einfluss auf den Betrieb des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs als auch Einfluss auf den elektromotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs hat. Der elektromotorische Antrieb kann hierbei entweder einen einzigen Elektromotor oder mehrere Elektromotoren umfassen. Die Bedienelemente umfassen ein Fahrpedal – unabhängig von der Antriebsart auch als Gaspedal bezeichnet – und ein Kupplungspedal, welches – unbeschadet der mechanischen Funktion der zugehörigen Kupplung im verbrennungsmotorischen Antriebsstrang – ebenfalls eine Funktion auch bei elektrischem Antrieb des Kraftfahrzeugs hat. Das Kraftfahrzeug ist in mindestens zwei verschiedenen Fahrmodi betreibbar, im Extremfall einem rein verbrennungsmotorischen und einem rein elektromotorischen Antrieb. Darüber hinaus sind auch Fahrmodi mit kombiniert elektromotorischem und verbrennungsmotorischem Antrieb realisierbar. Zum Umschalten zwischen verschiedenen Fahrmodi ist ein Wählelement nutzbar, welches ansonsten die Einlegung verschiedener Fahrstufen ermöglicht. Ein Schaltschema, in welchem das Wählelement betätigbar ist, ist in verschiedenen Fahrmodi zumindest partiell deckungsgleich. Die unterschiedlichen Fahrmodi unterscheiden sich hierbei hinsichtlich der Anteile der verschiedenen Antriebsquellen, das heißt des elektromotorischen Antriebs einerseits und des verbrennungsmotorischen Antriebs andererseits, die zur Gesamtleistung des Kraftfahrzeugs beitragen. Beispielsweise entspricht ein Übergang zwischen einem rein verbrennungsmotorischem Antrieb und einem elektrisch unterstützten verbrennungsmotorischem Antrieb einem Wechsel zwischen verschiedenen Fahrmodi. Dagegen bedeuten unterschiedliche Einstellungen innerhalb der gleichen Antriebsart, beispielsweise variable Gaspedalkennlinien bei verbrennungsmotorischem Antrieb, keinen Wechsel des Fahrmodus.The hybrid drive unit operates with a plurality of operating elements, each of these operating elements having an influence on the operation of the internal combustion engine of the motor vehicle as well as on the electromotive drive of the motor vehicle. The electromotive drive can in this case comprise either a single electric motor or a plurality of electric motors. The controls include an accelerator pedal - also referred to as accelerator pedal regardless of the type of drive - and a clutch pedal, which - also has a function even with electric drive of the motor vehicle - notwithstanding the mechanical function of the associated clutch in the internal combustion engine powertrain. The motor vehicle is operable in at least two different driving modes, in extreme cases a purely internal combustion engine and a purely electric motor drive. In addition, driving modes with combined electromotive and internal combustion engine drive can be realized. To switch between different driving modes, a selection element is available, which otherwise allows the entry of different driving levels. A circuit diagram in which the selection element can be actuated is at least partially congruent in different driving modes. The different driving modes differ here in terms of the proportions of the different drive sources, that is, the electric motor drive on the one hand and the internal combustion engine drive on the other hand, which contribute to the overall performance of the motor vehicle. For example, a transition between a purely internal combustion engine drive and an electrically assisted internal combustion engine drive corresponds to a change between different driving modes. By contrast, different settings within the same drive type, for example variable accelerator characteristic curves in the case of an internal combustion engine drive, do not mean a change of the driving mode.
Aufgrund des zumindest teilweise deckungsgleichen Schaltschemas in verschiedenen Fahrmodi ist ein durchgängiges Bedienkonzept gegeben, welches zum einen einen besonders einfachen Umstieg von einem herkömmlichen, insbesondere per Hand geschalteten Fahrzeug ermöglicht und zum anderen während des Fahrens des die Hybrid-Antriebseinheit aufweisenden Fahrzeugs keine oder lediglich leicht zu bewerkstelligende Umstelllungen beim Wechseln der Fahrmodi erfordert.Due to the at least partially congruent circuit diagram in different driving modes a consistent operating concept is given, which allows for a particularly easy transition from a conventional, in particular by hand-connected vehicle and on the other during driving of the hybrid drive unit having vehicle no or only slightly to be accomplished Umstelllungen when changing the driving modes requires.
In bevorzugter Ausgestaltung ist ein benutzergesteuerter Wechsel zwischen den Fahrmodi vorgesehen. Von besonderem Vorteil ist hierbei die Möglichkeit, das Wählelement, bei welchem es sich insbesondere um einen im Schaltschema H betätigbaren Schalthebel handelt, auch zum Wechsel zwischen verschiedenen Fahrmodi nutzen zu können. Zu diesem Zweck kann sich am Wählelement beispielsweise ein Zusatzschaltelement, etwa in Form einer Taste oder eines verschiebbaren Ringes oder einer verschiebbaren Hülse, befinden. Ebenso sind Ausgestaltungen möglich, bei denen das Wählelement als Ganzes, ohne die Verwendung eines zusätzlichen Bedienungselementes, nicht nur zur Einlegung verschiedener Fahrstufen, sondern auch zur Umschaltung zwischen verschiedenen Fahrmodi geeignet ist. Zum Umschalten zwischen verschiedenen Fahrmodi kann hierbei eine Verlagerung des Wählelementes in einer nicht mit einer Schaltrichtung übereinstimmenden Richtung vorgesehen sein. Beispielsweise ist das Wählelement in Form eines Schaltknüppels zu drücken, das heißt in seiner Längsrichtung zu verlagern, um die Hybrid-Antriebseinheit von einem ersten Antriebsmodus in einen zweiten Antriebsmodus umzuschalten. Ebenso sind Ausführungsformen realisierbar, bei denen das Wählelement in Wählrichtung zu verlagern ist, um den Fahrmodus zu wechseln. Unter „Wählrichtung“ wird diejenige Bewegungsrichtung des Wählelementes verstanden, mit welcher ein Wechsel zwischen verschiedenen Schaltgassen verbunden ist. Eine Umschaltung zwischen verschiedenen Fahrmodi kann beispielsweise ausgelöst werden, indem das Wählelement in Wählrichtung (entsprechend dem Mittelsteg des Buchstabens „H“ beim Schaltschema H) an einen seitlichen Anschlag gebracht wird. Um dem Benutzer – neben eventuellen akustischen und/oder optischen Anzeigen – eine klare Rückmeldung über die erfolgte Umschaltung zwischen verschiedenen Fahrmodi zu geben, kann der Umschaltvorgang mit der Überwindung eines Kraftmaximums beim Verschwenken des Wählelementes verbunden sein. Das Kraftmaximum befindet sich hierbei vorzugsweise kurz vor dem Anschlag des Wählelementes, wobei ein merklicher Abstand zum Anschlag gegeben ist.In a preferred embodiment, a user-controlled change between the driving modes is provided. Of particular advantage here is the ability to use the selection element, which is in particular a operable in the circuit diagram H shift lever, to use for changing between different driving modes. For this purpose, the selector element, for example, an additional switching element, such as in the form of a key or a sliding ring or a sliding sleeve, are. Likewise, embodiments are possible in which the selection element as a whole, without the use of an additional control element, not only for the introduction of different driving levels, but also for switching between different driving modes is suitable. In order to switch between different driving modes, a displacement of the selection element in a direction that does not coincide with a switching direction may be provided. For example, the selection element is to be pressed in the form of a shift lever, that is, to shift in its longitudinal direction in order to switch the hybrid drive unit from a first drive mode to a second drive mode. Likewise, embodiments are feasible in which the selection element is to be shifted in the direction of selection in order to change the driving mode. "Selection direction" is understood to mean that direction of movement of the selection element with which a change between different shift gates is connected. A switching between different driving modes can be triggered, for example, by the selector element in the direction of selection (corresponding to the central web of the letter "H" in the circuit diagram H) is brought to a lateral stop. In order to give the user - in addition to any acoustic and / or visual displays - a clear feedback about the switchover between different driving modes, the switching process can be associated with the overcoming of a maximum force during pivoting of the selection element. The maximum force is in this case preferably just before the stop of the selection element, with a noticeable distance is given to the stop.
Die Anzahl der Fahrstufen im verbrennungsmotorischen Antriebsmodus ist typischerweise größer als die Anzahl der Fahrstufen im rein elektromotorischen Betrieb. Beispielsweise wird das Kraftfahrzeug über ein 5- oder 6-stufiges Schaltgetriebe verbrennungsmotorisch angetrieben, wogegen ein elektromotorischer Antrieb, bezogen auf die Vorwärtsfahrt, mit fester Übersetzung oder mit lediglich zwei verschiedenen Übersetzungen erfolgt. Trotz dieser eingeschränkten Wähl- und Schaltmöglichkeiten im elektromotorischen Betrieb im Vergleich zum verbrennungsmotorischen Betrieb stimmen Bedienungsabläufe, was das Schaltschema des Wählelementes betrifft, in beiden Fällen, das heißt in den unterschiedlichen Fahrmodi, überein. Beispielsweise ist das Wählelement in Form eines Schaltknüppels von der Neutralstellung aus nach vorn zu verschwenken, um bei verbrennungsmotorischem Antrieb in den ersten Gang des Schaltgetriebes zu schalten. In der entsprechenden Weise ist der Wählhebel auch im elektromotorischen Antriebsmodus zu betätigen, um von der Neutralstellung in die Fahrstufe oder in die erste von mehreren Fahrstufen zu schalten. Die Umschaltung zwischen den verschiedenen Fahrmodi kann hierbei in einem einzigen Betätigungsvorgang zusammen mit dem Einlegen des Ganges erfolgen, indem beispielsweise – wie bereits ausgeführt – das Wählelement gedrückt oder ein am Wählelement angebrachtes Zusatzschaltelement betätigt wird, bevor der Wählhebel zum Einlegen des Ganges oder der Fahrstufe verschwenkt wird. Die alternativ hierzu vorgesehene Verschwenkung des Wählelementes in Wählrichtung unter Überwindung eines Kraftmaximums erfordert nur einen minimal höheren Zeitaufwand, um zwischen verschiedenen Fahrmodi zu wechseln.The number of drive stages in the internal combustion engine drive mode is typically greater than the number of drive stages in the purely electric motor operation. For example, the motor vehicle is driven by internal combustion engines via a 5- or 6-stage manual transmission, while an electric motor drive, based on the forward drive, with fixed translation or with only two different translations. Despite this limited choice and switching options in electric motor operation compared to internal combustion engine operation agree operating procedures, as far as the switching scheme of the selection element, in both cases, that is, in the different driving modes match. For example, the selection element in the form of a gear lever from the neutral position to pivot forward to switch in internal combustion engine drive in the first gear of the gearbox. In the corresponding manner, the selector lever is to be actuated in the electric motor drive mode to switch from the neutral position to the gear stage or to the first of several gear stages. The switching between the different driving modes can be done here in a single operation together with the engagement of the gear, for example - as already stated - pressed the selector element or attached to the selector element additional switching element is actuated before the selector lever to engage the gear or the gear becomes. The alternatively provided for this pivoting of the selection element in the direction of selection while overcoming a maximum force requires only a minimal amount of time to change between different driving modes.
Unabhängig davon, wie der Fahrer des Kraftfahrzeugs zwischen den verschiedenen Fahrmodi umschaltet, ist der elektromotorische sowie der kombiniert verbrennungsmotorisch/elektromotorische Antrieb vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er hinsichtlich der Bedienung weitestmögliche Ähnlichkeit mit dem verbrennungsmotorischen Betrieb aufweist. Dies betrifft insbesondere die Funktion des Kupplungspedals, welches primär zur Betätigung der im Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Schaltgetriebe angeordneten Kupplung vorgesehen ist. Bei elektromotorischem Betrieb dient das Kupplungspedal auch dazu, die Funktion einer mechanischen Kupplung zu simulieren. So wird beispielsweise beim Anfahren und Stoppen des Kraftfahrzeugs im elektrischen Antriebsmodus die Soll-Leistung des Elektromotors geschwindigkeitsabhängig nicht nur aus der Gaspedal- sondern auch aus der Kupplungspedalstellung ermittelt. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Kennfeldes, welches demjenigen eines verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugs mit per Kupplungspedal betätigter Kupplung ähnelt. Insbesondere kann hierbei ein Drehmomentabfall des Elektromotors bei höherer Drehzahl vorgesehen sein. Das hierbei verwendete Kennfeld ist als 3D-Diagramm darstellbar, wobei zur Ansteuerung der Hybrid-Antriebseinheit eine Verknüpfung mit weiteren Funktionen vorgesehen ist. Tatsächliche Betriebsdaten des Elektromotors können in dessen Ansteuerelektronik zurückgeführt werden, um einen Regelkreis zu schließen.Regardless of how the driver of the motor vehicle switches between the different driving modes, the electromotive and the combined internal combustion engine / electromotive drive is preferably designed such that it has the greatest possible similarity with the internal combustion engine operation in terms of operation. This relates in particular to the function of the clutch pedal, which is provided primarily for actuating the arranged in the drive train between the engine and the transmission clutch. In electric motor operation, the clutch pedal also serves to simulate the function of a mechanical clutch. Thus, for example, when starting and stopping the motor vehicle in the electric drive mode, the desired power of the electric motor speed-dependent determined not only from the accelerator pedal but also from the clutch pedal position. This is preferably done by means of a map which is similar to that of an internal combustion engine driven vehicle with clutch operated by clutch. In particular, in this case a torque drop of the electric motor can be provided at a higher speed. The map used in this case can be represented as a 3D diagram, wherein a link to other functions is provided for controlling the hybrid drive unit. Actual operating data of the electric motor can be returned to its control electronics to close a control loop.
Wird während des Fahrens im elektrischen Fahrmodus die Kupplung getreten, beispielsweise um in den verbrennungsmotorischen Betrieb zu wechseln, so wird das Verhalten eines Verbrennungsmotors simuliert, indem die Leistung des Elektromotors, im Extremfall bis auf Null, reduziert wird. Ebenso sind Ausgestaltungen möglich, in denen auch beim Stoppen des Fahrzeugs im elektrischen Fahrmodus das Verhalten eines rein verbrennungsmotorischen, per herkömmlicher Handschaltung geschalteten Fahrzeugs simuliert wird. Hierbei hat der Fahrer im regulären Betrieb das Kupplungspedal zu treten, wenn er das Fahrzeug stoppt. Dies gilt auch für den elektromotorischen Fahrmodus. Unterlässt der Fahrer das Treten des Kupplungspedals, so kann ihm dies durch ein künstlich erzeugtes Ruckeln angezeigt werden. Das Ruckeln kann hierbei unmittelbar durch den Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, vergleichbare Signale akustisch zu generieren. Darüber hinaus können dem Fahrer optisch entsprechende Informationen angezeigt werden.If the clutch is engaged during driving in the electric driving mode, for example In order to switch to internal combustion engine operation, the behavior of an internal combustion engine is simulated by reducing the power of the electric motor, in extreme cases down to zero. Likewise, embodiments are possible in which even when the vehicle is stopped in the electric driving mode, the behavior of a purely internal combustion engine vehicle connected by conventional manual transmission is simulated. During normal operation, the driver has to depress the clutch pedal when stopping the vehicle. This also applies to the electromotive driving mode. If the driver fails to pedal the clutch pedal, this can be indicated by an artificially generated bucking. The jerking can be generated directly by the electric drive of the motor vehicle. Alternatively or additionally, it is possible to acoustically generate comparable signals. In addition, visually corresponding information can be displayed to the driver.
Das Verfahren zum Betrieb eines mit der Hybrid-Antriebseinheit ausgerüsteten Kraftfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere, jeweils zur Bedienung sowohl eines Verbrennungsmotors als auch mindestens eines Elektromotors vorgesehene Bedienelemente in Bedienschemata betätigt werden, welche in einem elektrischen Fahrmodus einerseits und einem verbrennungsmotorischen Fahrmodus andererseits zumindest partiell deckungsgleich sind, wobei der elektrische Antrieb in einer Weise angesteuert wird, die einen verbrennungsmotorischen Antrieb simuliert, was die Abhängigkeit einer im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs übertragenen Leistung von zumindest einer der beiden Größen Drehzahl und Kupplungspedalstellung betrifft.The method for operating a motor vehicle equipped with the hybrid drive unit is characterized in that a plurality of operating elements respectively provided for operating both an internal combustion engine and at least one electric motor are operated in operating diagrams which, in an electric driving mode on the one hand and an internal combustion engine driving mode on the other hand, at least are partially congruent, wherein the electric drive is driven in a manner that simulates an internal combustion engine drive, which relates to the dependence of a transmitted in the drive train of the motor vehicle power of at least one of the two variables speed and clutch pedal position.
Da die Umschaltung zwischen den verschiedenen Fahrmodi durch den Fahrer ausgelöst wird, ist es von besonderer Bedeutung, den Ladezustand der Traktionsbatterien zu überwachen. Beispielsweise werden dem Fahrer bei niedrigem Ladezustand automatisch optische und/oder akustische Hinweise gegeben, die zum Wechsel in einen verbrennungsmotorischen Modus auffordern. Solange der Ladezustand der Batterien noch ausreichend ist, kann ein elektrischer Antrieb oder Zusatzantrieb gestattet bleiben, wobei beispielsweise ein Fahrpedalkennfeld, welches zur Ansteuerung des Elektromotors genutzt wird, dahingehend geändert wird, dass bei einer bestimmten Gaspedalstellung nur eine geringere Leistung vom Elektromotor abgerufen wird. Der Abruf der vollen Leistung des Elektromotors bleibt vorzugsweise möglich, wenn das Fahrpedal – im Sinne eines Kickdowns – voll getreten wird.Since the switch between the different driving modes is triggered by the driver, it is of particular importance to monitor the state of charge of the traction batteries. For example, the driver is automatically given visual and / or audible indications when the charge is low, which prompt for the change to an internal combustion engine mode. As long as the state of charge of the batteries is still sufficient, an electric drive or auxiliary drive remain permitted, for example, an accelerator pedal map, which is used to drive the electric motor is changed to the effect that at a certain accelerator pedal position only a lower power is retrieved from the electric motor. The retrieval of the full power of the electric motor preferably remains possible when the accelerator pedal - in the sense of a kickdown - is fully entered.
Ist die Traktionsbatterie des Fahrzeugs nahezu vollständig entladen, so wird keine Antriebsunterstützung durch den Elektromotor mehr angeboten. Zugleich wird die Batterie durch den Verbrennungsmotor schnellstmöglich wieder geladen. Ein entsprechender Grenzwert des Ladezustands der Batterie bedeutet beispielsweise, nur noch etwa drei Starts des Verbrennungsmotors möglich sind. Auch eine optionale Start-Stopp-Automatik wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom Batterieladezustand betrieben.If the traction battery of the vehicle is almost completely discharged, then no more drive support by the electric motor is offered. At the same time, the battery is recharged by the combustion engine as quickly as possible. A corresponding limit of the state of charge of the battery means, for example, only about three starts of the engine are possible. An optional start-stop system is also preferably operated as a function of the battery state of charge.
Nicht nur das Wählelement, sondern auch eine Anzeigeeinheit des Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise derart gestaltet, dass die Nutzbarkeit sowohl bei elektromotorischem als auch bei verbrennungsmotorischem sowie bei kombiniertem Antrieb gegeben ist.Not only the selection element, but also a display unit of the motor vehicle is preferably designed such that the usability is given both in electric motor as well as internal combustion engine and combined drive.
Die Anzeigeeinheit des mit der Hybrid-Antriebseinheit ausgerüsteten Kraftfahrzeugs umfasst in bevorzugter Ausgestaltung eine Drehzahlanzeige, welche – je nach Fahrmodus – entweder die Drehzahl des Verbrennungsmotors oder die Drehzahl des Elektromotors anzeigt. Vorzugsweise hat die Drehzahlanzeige nur einen einzigen Zeiger. Hierbei kann es sich entweder, wie bei einem herkömmlichen Rundinstrument, um einen schwenkbaren, das heißt mechanisch bewegbaren Zeiger handeln, oder um eine Zeigerdarstellung auf einem Display, welches ein Rundinstrument simuliert. Die Position des Zeigers kann entweder auf einer einzigen Skala oder auf mehreren Skalen angezeigt werden. Im Fall einer einzigen Skala erstreckt sich diese über einen Drehzahlbereich, welcher sowohl für den verbrennungsmotorischen Betrieb als auch für den elektromotorischen Betrieb ausreichend ist. Als Skalenbeschriftung werden – wie bei Drehzahlmessern üblich – beispielsweise Zahlen verwendet, die mit einem bestimmten Faktor zu multiplizieren sind, um die Drehzahl (in Umdrehungen pro Minute) zu erhalten. Der Faktor kann für die elektromotorischen Betrieb einerseits und für den verbrennungsmotorischen Betrieb andererseits unterschiedlich sein. Hierbei wird, um den Gewohnheiten des Fahrers entgegen zu kommen, vorzugsweise für den verbrennungsmotorischen Betrieb eine glatte 10er Potenz, nämlich der Faktor 10, 100 oder 1000, als Faktor verwendet, während für den elektromotorischen Betrieb ein sonstiger Faktor, beispielsweise das Eineinhalbfache oder das Doppelte einer 10er Potenz, in Betracht kommt.The display unit of the equipped with the hybrid drive unit motor vehicle comprises in a preferred embodiment, a speed display, which - depending on driving mode - either the speed of the engine or the speed of the electric motor displays. Preferably, the speed indicator has only a single pointer. This can either be a pivotable, ie mechanically movable pointer, as in a conventional round instrument, or a pointer representation on a display simulating a round instrument. The position of the pointer can be displayed either on a single scale or on multiple scales. In the case of a single scale, this extends over a speed range which is sufficient both for the internal combustion engine operation and for the electromotive operation. As a scale inscription - as usual with tachometers - for example, numbers are used, which are to be multiplied by a certain factor to obtain the speed (in revolutions per minute). The factor may be different for the electromotive operation on the one hand and for internal combustion engine operation on the other hand. Here, in order to meet the habits of the driver, preferably for the internal combustion engine operation, a smooth power of 10, namely the
Alternativ zur Verwendung unterschiedlicher Faktoren, die für das Ablesen der Drehzahlanzeige in unterschiedlichen Fahrmodi gültig sind, kann in jedem Fahrmodus die identische, auf gleiche Weise abzulesende Skala der Drehzahlanzeige zu verwenden sein, wobei sich der Maximalwert der Skala nach demjenigen Antrieb, typischerweise dem elektromotorischen Antrieb, richtet, in welchem höhere Drehzahlen erreichbar sind. Ein roter Bereich des Drehzahlmessers kann auf verschiedene Arten für die verschiedenen Fahrmodi in antriebsspezifischer Weise kenntlich gemacht werden. Beispielsweise ändert sich die farbliche Darstellung von Ziffern und Skalenmarkierungen, wenn von einem ersten Fahrmodus auf einen anderen Fahrmodus umgeschaltet wird.As an alternative to using different factors which are valid for reading the speed display in different driving modes, the identical, equally readable speed indicator scale may be used in each drive mode, with the maximum value of the scale being that drive, typically the electric motor drive , in which higher speeds are achievable. A red area of the tachometer may be identified in various ways for the various driving modes in a drive-specific manner. For example, the color representation of numbers and changes Scale marks when switching from a first drive mode to another drive mode.
Wird der Verbrennungsmotor angelassen, um vom elektrischen in den verbrennungsmotorischen Fahrmodus zu wechseln, so schaltet schnellstmöglich auch die Drehzahlanzeige um. Dies gilt auch in Fällen, in denen der verbrennungsmotorische Antrieb elektrisch unterstützt wird. Bei fahrendem Fahrzeug wird dem Fahrer vorzugsweise eine Schaltempfehlung gegeben, wenn er im Zuge des Umschaltens in den verbrennungsmotorischen Fahrmodus einen Gang einzulegen hat. Gleichzeitig kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors automatisch derart angepasst werden, dass sie zumindest näherungsweise zur gefahrenen Geschwindigkeit und zum einzulegenden Gang passt. In der Regel bedeutet der Wechsel in den verbrennungsmotorischen Fahrmodus und die manuelle Einlegung eines Ganges des Schaltgetriebes einen auch an der Drehzahlanzeige ablesbaren Drehzahlsprung im Vergleich zum vorherigen, elektromotorischen Antriebsmodus. Der Übergang zwischen dem sich auf den elektrischen Antrieb beziehenden Anzeigemodus und dem sich auf den Verbrennungsmotor beziehenden Anzeigemodus der Drehzahlanzeige erfolgt vorzugsweise geglättet. Insbesondere werden hierbei niedrige Drehzahlen während des Anlassens des Verbrennungsmotors unterdrückt, so dass der Wechsel zwischen den verschiedenen Antriebsmodi beim Ablesen der Drehzahlanzeige als einziger, kurzer Drehzahlsprung, vergleichbar mit einem herkömmlichen Schaltvorgang bei einem manuellen oder automatischem Getriebe, ablesbar ist. Insbesondere fällt die Drehzahlanzeige während des Umschaltens zwischen den Fahrmodi nicht auf Null ab.When the engine is started to change from the electric to the IC engine mode, the RPM indicator will switch as quickly as possible. This also applies in cases where the internal combustion engine drive is electrically assisted. When the vehicle is moving, the driver is preferably given a shift recommendation when he has to engage a gear in the course of switching to the combustion engine driving mode. At the same time, the rotational speed of the internal combustion engine can be adjusted automatically so that it at least approximately matches the driving speed and the gear to be engaged. In general, the change in the internal combustion engine driving mode and manual engagement of a gear of the gearbox means a readable also on the speed display speed jump compared to the previous, electromotive drive mode. The transition between the display mode relating to the electric drive and the display mode of the speed display relating to the internal combustion engine is preferably smooth. In particular, in this case low speeds are suppressed during starting of the internal combustion engine, so that the change between the different drive modes when reading the speed display as a single, short speed jump, comparable to a conventional switching operation in a manual or automatic transmission, readable. In particular, the speed indicator does not drop to zero during the switching between the driving modes.
Besonders im verbrennungsmotorischen Antriebsmodus können dem Fahrer Schaltempfehlungen gegeben werden, die über die Anzeige eines konkret empfohlenen Ganges hinaus Zusatzinformationen geben. Eine mögliche Zusatzinformation ist das Restbeschleunigungspotential, welches bei einer bestimmten Geschwindigkeit in einem bestimmten Gang gegeben ist. Ebenso können Empfehlungen zu ökologischen und fahrdynamischen Aspekten der Gangwahl gegeben werden. In leicht erfassbarer Weise werden beispielsweise Ziffern, welche beim momentanen Fahrzeugtempo wählbare Gänge bezeichnen, in unterschiedlicher Weise farblich hinterlegt, wobei jede Farbe für eine bestimmte Charakteristik des Fahrens – etwa von „sportlich“ über „normal“ bis zu „ökologisch“ – steht. Mit sich ändernder Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder sicher ändernden Umgebungsbedingungen, beispielsweise zunehmender oder abnehmender Steigung der Straße, ändern sich selbstverständlich die Gangempfehlungen. Diese Änderung erscheint in der Schaltempfehlung vorzugsweise in Form von nach links oder rechts wandernden Ziffern, welche die in der momentanen Situation einlegbaren Gänge anzeigen. Die Schaltempfehlungen sind ergänzbar durch eine Anzeige, welche den Wechsel vom verbrennungsmotorischen in den elektromotorischen Betrieb empfiehlt.Particularly in the internal combustion engine drive mode, the driver can be provided with shift recommendations that provide additional information beyond the display of a specifically recommended gear. One possible additional information is the residual acceleration potential, which is given at a certain speed in a certain gear. Likewise, recommendations can be given on environmental and dynamic aspects of gear selection. In an easily comprehensible manner, for example, numerals which designate courses which can be selected at the current vehicle speed are colored in different ways, each color representing a specific characteristic of driving - for example from "sporty" through "normal" to "ecological". With changing vehicle speed and / or safely changing environmental conditions, such as increasing or decreasing slope of the road, of course, the gear recommendations change. This change appears in the switching recommendation preferably in the form of left or right wandering digits, which indicate the insertable in the current situation gears. The switching recommendations can be supplemented by a display that recommends switching from internal combustion engine to electric motor operation.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:Several embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:
Sämtliche im Folgenden beschriebenen Varianten eines Hybrid-Antriebssystems beziehen sich auf ein Kraftfahrzeug, welches sowohl einen verbrennungsmotorischen als auch einen elektromotorischen Antrieb aufweist, wobei der verbrennungsmotorische Antrieb beispielsweise durch einen Ottomotor oder einen Dieselmotor und der elektromotorische Antrieb durch einen einzigen Elektromotor oder mehrere Elektromotoren realisiert sein kann. Eine verbrennungsmotorisch angetriebene Achse des Kraftfahrzeugs, das heißt Hybridfahrzeugs, kann mit einer elektromotorisch angetriebenen Achse identisch sein. Alternativ ist eine erste Achse des Fahrzeugs ausschließlich verbrennungsmotorisch und die zweite Achse des Fahrzeugs ausschließlich elektromotorisch angetrieben. In allen Fällen weist das insgesamt mit
Die
Ein rein verbrennungsmotorisches Anfahren des gemäß
Die
Wird in dem Ausführungsbeispielen nach den
Die
Wie in den Ausführungsbeispielen nach den
Das Ausführungsbeispiel nach den
Die
Merkmale der Ansteuerung des elektromotorischen Antriebs des Kraftfahrzeugs
Die
Die
Im Beispiel von
Das Ausführungsbeispiel nach den
Ebenso wie im Ausführungsbeispiel nach den
Im Ausführungsbeispiel nach
Im Diagramm nach
Die
Im Ausführungsbeispiel nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1...61 ... 6
- Vorwärtsgang forward gear
- 77
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 88th
- Gaspedal, Fahrpedal Accelerator, accelerator pedal
- 99
- Bremspedal brake pedal
- 1010
- Kupplungspedal clutch pedal
- 1111
- Wählelement selector element
- 1212
- Mittelkonsole center console
- 1313
- Zusatzschaltelement Additional switching element
- 1414
- Signalverarbeitungsvorrichtung Signal processing device
- 1515
- Vorverarbeitungseinheit preprocessing
- 1616
- Verknüpfungseinheit linking unit
- 1717
- Leistungselektronik power electronics
- 1818
- Elektromotor electric motor
- 1919
- Sperrmechanismus locking mechanism
- 2020
- Getriebegehäuse gearbox
- 2121
- Entsperraktor Entsperraktor
- 2222
- Sperrstift locking pin
- 2323
- Schaltgabel shift fork
- 2424
- Hebelelement lever member
- 2525
- Sperrhebel locking lever
- 2626
- Anzeigevorrichtung display device
- 2727
- Zeiger pointer
- 2828
- Skala scale
- 2929
- Leuchtanzeige light display
- 3030
- innere Skala inner scale
- 3131
- äußere Skala outer scale
- 3232
- Skalenbereich scale range
- 3333
- Unterbereich subfield
- 1E1E
- erster Gang im elektrischen Fahrmodus first gear in electric driving mode
- Ee
- elektrische Fahrstufe electric gear
- EAEA
- Endanschlag end stop
- EDED
- Anzeige: elektromotorischer Betrieb Display: electromotive operation
- FF
- Kraft force
- Gaga
- Gasse alley
- GSGS
- Gaspedalstellung accelerator position
- ICEICE
- Anzeige: verbrennungsmotorischer Betrieb Display: internal combustion engine operation
- KSKS
- Kupplungspedalstellung Clutch pedal position
- ML(S)ML (S)
- Soll-Motorleistung Target engine power
- MT(S)MT (S)
- Soll-Motordrehmoment Target engine torque
- nn
- Drehzahl rotation speed
- NN
- Neutralstellung neutral position
- n-An / A
- Drehzahlanzeige Speed display
- n-EMn-EM
- Drehzahl des Elektromotors Speed of the electric motor
- n-VMn-VM
- Drehzahl des Verbrennungsmotors Speed of the internal combustion engine
- RR
- Rückwärtsgang reverse gear
- RERE
- elektrischer Rückwärtsgang electric reverse gear
- SCSC
- Schaltschema switching scheme
- SESE
- Schaltempfehlung shift recommendation
- SWSW
- Schwenkachse swivel axis
- tt
- Zeit Time
- TPTP
- Toggelpunkt toggle point
- UBUB
- Umschaltbereich Switching Range
- vv
- Fahrzeuggeschwindigkeit vehicle speed
- VV
- Potential potential
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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-
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