DE102016221789A1 - A method of operating a hybrid powertrain, and hybrid powertrain - Google Patents
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Abstract
Betriebsverfahren für einen Hybridantriebsstrang (1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) und einer elektrischen Antriebsmaschine (3) und mit einem schaltbaren Hybridgetriebe (4), wobei dieses Getriebe (4) eine Eingangswelle (8) und eine Ausgangswelle (9) aufweist und zum Verändern eines Übersetzungsverhältnisses zwischen diesen Wellen (8, 9) in diskreten Stufen eingerichtet ist, wobeidie Verbrennungskraftmaschine (2) mittels einer schlupfsteuerbaren Kupplung (5) selektiv mit der Eingangswelle (8) drehmomentleitend verbindbar ist, wobei die schlupfsteuerbare Kupplung (5) eine Eingangsseite (5a) aufweist, welche drehmomentleitend mit der Verbrennungskraftmaschine (2) verbindbar ist und eine Ausgangsseite (5b), welche drehmomentleitend mit der Getriebeeingangswelle (8) verbindbar ist und, wobei die elektrische Antriebsmaschine (3) drehmomentleitend mit der Verbrennungskraftmaschine (2) verbindbar ist, wobei zum Schalten von einem Ausgangsübersetzungsverhältnis in ein Zielübersetzungsverhältnis des Hybridgetriebes (4) die schlupfsteuerbare Kupplung (5) geöffnet wird,die elektrische Antriebsmaschine (3) drehmomentleitend mit der Verbrennungskraftmaschine (2) verbunden wird oder verbunden bleibt und jeweils die Drehzahl der Eingangsseite (5a) und der Ausgangsseite (5b) der schlupfsteuerbaren Kupplung (5) erfasst werden und, dass für den Fall,dass die Drehzahl der Eingangsseite (5a) größer ist, als die Drehzahl der Ausgangsseite (5b), ein bremsendes Kupplungsdrehmoment von der elektrischen Antriebsmaschine (3) auf die Verbrennungskraftmaschine (2) aufgebracht wird.Operating method for a hybrid drive train (1) with an internal combustion engine (2) and an electric drive machine (3) and with a switchable hybrid transmission (4), said transmission (4) having an input shaft (8) and an output shaft (9) and for changing a gear ratio between these shafts (8, 9) is arranged in discrete stages, wherein the internal combustion engine (2) by means of a slip-controllable clutch (5) is selectively conductively connectable to the input shaft (8), wherein the slip-controllable clutch (5) has an input side (5a ), which is connectable with the internal combustion engine (2) in terms of torque, and an output side (5b) which can be connected to the transmission input shaft (8) in a torque-conducting manner and wherein the electric drive machine (3) can be connected to the internal combustion engine (2) in a torque-conducting manner, wherein for switching from an output gear ratio to a destination gear The ratio of the hybrid transmission (4), the slip controllable clutch (5) is opened, the electric drive machine (3) is torque conductively connected to the internal combustion engine (2) or remains connected and respectively the speed of the input side (5a) and the output side (5b) of the slip controllable Clutch (5) are detected and, that in the event that the speed of the input side (5a) is greater than the speed of the output side (5b), a braking clutch torque from the electric drive machine (3) applied to the internal combustion engine (2) becomes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, sowie einen Hybridantriebsstrang, der mit einem solchen Verfahren betrieben wird. Hybridantriebsstränge als solche sind aus dem Stand der Technik bekannt, die
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Hybridantriebsstrangs in einem Automobil mit einer elektrischen Antriebsmaschine und einer Verbrennungskraftmaschine beschrieben, wobei diese beiden Maschinen mittels einer schaltbaren Getriebeeinrichtung zur Abgabe von Antriebsleistung miteinander koppelbar sind, dies ist nicht als eine Einschränkung der Erfindung auf eine solche Ausführungsform zu verstehen.The invention will be described with reference to a hybrid powertrain in an automobile with an electric drive machine and an internal combustion engine, wherein these two machines can be coupled to each other by means of a switchable transmission device for delivering drive power, this is not to be understood as a limitation of the invention to such an embodiment.
Bei einem Hybridantriebsstrang ist eine Verbrennungskraftmaschine mit einer elektrischen Antriebsmaschine kombiniert um Fahrwiderstände beim Antrieb des Fahrzeugs zu überwinden. Da derartige Fahrzeuge ein großes Geschwindigkeitsspektrum abdecken und eine Verbrennungskraftmaschine nur einen begrenzten Betriebsbereich aufweist, ist ein Hybridgetriebe mit mehreren Gängen (unterschiedliche, diskrete Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Getriebeeingangs- und einer Getriebeausgangswelle) vorgesehen. Durch die unterschiedlichen Gänge ist eine Anpassung des Betriebskennfeldes der Verbrennungskraftmaschine (Drehzahl, Drehmoment) an die Lastanforderung (Fahrwiderstände, Fahrgeschwindigkeit) ermöglicht. Beim Schalten von einem bestehenden, eingelegten Gang in einen Zielgang ist eine Drehzahlangleichung an der Verbrennungskraftmaschine notwendig. Soll beispielsweise in der Beschleunigungsphase vom 3. in den 4. Gang hochgeschaltet werden geschieht das wie folgt, die Verbrennungskraftmaschine weist eine hohe Drehzahl im dritten Gang auf, eine Schaltung wird durch den Fahrer oder ein Fahrzeugsteuergerät initiiert. Die drehmomentleitende Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Getriebeabtriebswelle, welche mit der antreibbaren Achse verbunden ist, wird getrennt. Im Getriebe wird der 4. Gang eingelegt, die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ist, da das Einlegen des Zielgangs sehr schnell geschieht, in der Regel höher als die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, da diese aufgrund der Massenträgheit nur langsam an Drehzahl verliert. Damit die Verbrennungskraftmaschine schnell auf die richtige Drehzahl abgebremst wird, kann diese mittels einer generatorischen Last durch die elektrische Antriebsmaschine abgebremst werden.In a hybrid powertrain, an internal combustion engine is combined with an electric drive machine to overcome driving resistance when driving the vehicle. Since such vehicles cover a wide range of speeds and an internal combustion engine has only a limited operating range, a hybrid transmission with multiple gears (different, discrete gear ratios between a transmission input and a transmission output shaft) is provided. Due to the different gears an adaptation of the operating map of the internal combustion engine (speed, torque) to the load requirement (driving resistance, driving speed) is possible. When switching from an existing, engaged gear in a target gear speed matching to the internal combustion engine is necessary. For example, if you want to upshift in the acceleration phase of the 3rd in the 4th gear, this is done as follows, the internal combustion engine has a high speed in third gear, a circuit is initiated by the driver or a vehicle control unit. The torque-conducting connection between the internal combustion engine and the transmission output shaft, which is connected to the drivable axle, is disconnected. In the transmission, the 4th gear is engaged, the speed of the transmission input shaft is, as the insertion of the target gear is done very quickly, usually higher than the speed of the internal combustion engine, as it loses only slowly due to the inertia of speed. Thus, the internal combustion engine is braked quickly to the correct speed, it can be braked by a regenerative load by the electric drive machine.
Die
Es ist ein Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schalten eines Hybridgetriebes mit verbesserten Schalteigenschaften anzugeben, sowie einen mit diesem Verfahren gesteuerten Antriebsstrang. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1, sowie durch einen Hybridantriebsstrang, welcher nach diesem Verfahren gesteuert ist gemäß Patentanspruch 4 gelöst.It is an object of the invention to provide a method of shifting a hybrid transmission with improved shifting characteristics and a powertrain controlled by this method. This object is achieved by a method according to claim 1, as well as by a hybrid powertrain, which is controlled by this method according to claim 4.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Hybridantriebsstrang ein Kraftfahrzeugantriebsstrang zu verstehen, bei welchem eine Verbrennungskraftmaschine sowie eine elektrische Antriebsmaschine, insbesondere ein Elektromotor/-generator, als Antriebsquelle für das Überwinden von Fahrwiderständen nutzbar sind.For the purposes of the invention, a hybrid drive train is understood to mean a motor vehicle drive train in which an internal combustion engine and an electric drive machine, in particular an electric motor / generator, can be used as a drive source for overcoming driving resistances.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Verbrennungskraftmaschine eine thermische Kraftmaschine mit innerer Verbrennung und insbesondere ein Verbrennungsmotor in Hubkolbenbauweise, welcher vorzugsweise nach dem Otto- oder Dieselprinzip betreibbar ist, zu verstehen.For the purposes of the invention, an internal combustion engine is a thermal engine with internal combustion and in particular an internal combustion engine in reciprocating design, which is preferably operable according to the gasoline or diesel principle to understand.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer elektrischen Antriebsmaschine ein elektromechanischer Energiewandler zu verstehen, welcher in einem motorischen und in einem generatorischen Betriebsbereich betreibbar ist. Vorzugsweise ist im motorischen Betriebsbereich der elektrischen Antriebsmaschine elektrische Leistung (Spannung, Strom) zuführbar und diese gibt mechanische Leistung (Drehzahl, Drehmoment) ab. Vorzugsweise ist im generatorischen Betriebsbereich der elektrischen Antriebsmaschine mechanische Leistung (Drehzahl, Drehmoment) zuführbar und diese gibt elektrische Leistung (Spannung, Strom) ab, bevorzugt ist das Drehmoment im generatorischen Betrieb steuerbar. Insbesondere ist unter einem elektromechanischen Energiewandler ein sogenannter Elektromotor/-generator zu verstehen.For the purposes of the invention, an electric drive machine is understood to mean an electromechanical energy converter which can be operated in a motor and in a generator operating range. Preferably, electric power (voltage, current) can be supplied in the motor operating range of the electric drive machine and this outputs mechanical power (speed, torque). Preferably in the generator operating range of the electric drive machine mechanical power (speed, torque) can be supplied and this outputs electrical power (voltage, current) from, preferably the torque is controllable in generator operation. In particular, an electromechanical energy converter is to be understood as a so-called electric motor / generator.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Hybridgetriebe ein schaltbares Getriebe, insbesondere also ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, zu verstehen. Insbesondere weist das Hybridgetriebe 2 oder mehr diskrete Übersetzungsverhältnisse auf. Dabei ist unter einem Übersetzungsverhältnis ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Hybridgetriebes zu verstehen. Ein solches diskretes Übersetzungsverhältnis kann umgangssprachlich als Gang oder als Schaltstufe bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das Hybridgetriebe als Stirnradgetriebe mit wenigstens 2 parallelen Wellen, bevorzugt als sogenanntes Doppelkupplungsgetriebe und besonders bevorzugt als Planetengetriebe mit einem oder mehreren Planetengetrieberadsätzen ausgebildet. Vorzugsweise ist das Hybridgetriebe automatisch, bevorzugt automatisiert und besonders bevorzugt manuell schaltbar. Vorzugsweise ist das schaltbare Hybridgetriebe dazu eingerichtet, die Antriebsleistung, welche von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbar ist, zu übertragen und bevorzugt ist das schaltbare Hybridgetriebe dazu eingerichtet, die von der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine bereitstellbare Antriebsleistung zu übertragen.For the purposes of the invention, a hybrid transmission means a shiftable transmission, in particular a speed change transmission. In particular, the hybrid transmission has 2 or more discrete transmission ratios. In this case, a transmission ratio is to be understood as meaning a transmission ratio between an input shaft and an output shaft of the hybrid transmission. Such a discrete transmission ratio can be colloquially referred to as a gear or as a switching stage. Preferably, the hybrid transmission is a spur gear with at least 2 parallel shafts, preferably as a so-called dual-clutch transmission and more preferably as a planetary gear with one or more Planetengetriebadsätzen trained. Preferably, the hybrid transmission is automatic, preferably automated and particularly preferably manually switchable. The switchable hybrid transmission is preferably set up to transmit the drive power that can be provided by the internal combustion engine, and the switchable hybrid transmission is preferably configured to transmit the drive power that can be provided by the internal combustion engine and the electric drive machine.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer schlupfsteuerbaren Kupplung eine Drehmomentübertragungseinrichtung zu verstehen, welche selektiv schaltbar ist zwischen einem Zustand in welchem ein Drehmoment übertragbar ist (geschlossener Zustand) und einem Zustand in welchem kein Drehmoment von dieser schlupfsteuerbaren Kupplung übertragbar ist (geöffneter Zustand). Weiter weist die schlupfsteuerbare Kupplung einen Zustand auf, in welchem einerseits ein Drehmoment von einer Eingangsseite auf eine Ausgangsseite der schlupfsteuerbaren Kupplung übertragbar ist und andererseits ist die Eingangsseite gegenüber der Ausgangsseite in einem teilweise geschlossenen Zustand verdrehbar. Vorzugsweise ist die schlupfsteuerbare Kupplung als eine reibschlüssige Kupplung ausgebildet, vorzugsweise eine Lamellen- oder Scheibenkupplung. Vorzugsweise ist die schlupfsteuerbare Kupplung als ein hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildet. Weiter ist die Eingangsseite der schlupfsteuerbaren Kupplung drehmomentleitend mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar und die Ausgangsseite dieser Kupplung ist drehmomentleitend mit der Getriebeeingangswelle verbindbar und bevorzugt ist die Ausgangsseite mit der Getriebeeingangswelle verbunden.For the purposes of the invention, a slip-controllable clutch is understood to mean a torque transmission device which can be selectively switched between a state in which a torque can be transmitted (closed state) and a state in which no torque can be transmitted by this slip-controllable clutch (open state). Furthermore, the slip-controllable clutch has a state in which, on the one hand, a torque can be transmitted from an input side to an output side of the slip-controllable clutch and, on the other hand, the input side can be rotated in a partially closed state relative to the output side. Preferably, the slip-controllable coupling is designed as a frictional clutch, preferably a disk or disc clutch. Preferably, the slip controllable coupling is designed as a hydrodynamic torque converter. Further, the input side of the slip-controlled clutch is torque-conductively connectable to the internal combustion engine and the output side of this clutch is torque-conductively connected to the transmission input shaft and preferably the output side is connected to the transmission input shaft.
Unter dem drehmomentleitenden Verbinden zweier Bauteile ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass von dem einen Bauteil ein Drehmoment auf das mit diesem drehmomentleitend verbundene andere Bauteil übertragbar ist. Vorzugsweise ist dieses Drehmoment mit einem bestimmten, vorzugsweise festen, Drehzahlverhältnis von dem einen Bauteil auf das andere Bauteil übertragbar. Vorzugsweise kann eine drehmomentleitende Verbindung als eine drehzahlfeste Verbindung aufgefasst werden.Under the torque-conducting connection of two components is to be understood in the context of the invention that from one component, a torque on the torque-conductively connected to another component is transferable. Preferably, this torque with a certain, preferably fixed, speed ratio of the one component to the other component transferable. Preferably, a torque-conducting connection can be understood as a speed-proof connection.
Unter dem Erfassen der Drehzahl der Eingangsseite bzw. der Ausgangsseite der schlupfsteuerbaren Kupplung ist zu verstehen, dass die Drehzahl dieser mittelbar oder unmittelbar bestimmt wird. Vorzugsweise ist unter dem Erfassen der Drehzahl das Messen der Drehzahl des entsprechenden Bauteils zu verstehen, oder die Bestimmung der Drehzahl über andere bekannte Geschwindigkeitsgrößen, wie die Drehzahl anderer Bauteile oder der Fahrgeschwindigkeit. Verfahren zum Erfassen der Drehzahl sind aus dem Stand der Technik bekannt.By detecting the rotational speed of the input side or the output side of the slip-controllable clutch is to be understood that the rotational speed of this is determined directly or indirectly. Preferably, the detection of the rotational speed is to be understood as meaning the measurement of the rotational speed of the corresponding component, or the determination of the rotational speed via other known velocity variables, such as the rotational speed of other components or the driving speed. Methods for detecting the rotational speed are known from the prior art.
Ist die Drehzahl der Eingangsseite der schlupfsteuerbaren Kupplung größer als die Drehzahl der Ausgangsseite kommt es, insbesondere im Fall eines Hochschaltvorgangs (Wechsel vom n-ten in den n+1-ten Gang), beim Einrücken der schlupfsteuerbaren Kupplung, also beim Schließen dieser, zu einem ungewollten Ruck, da die mit der Eingangsseite drehmomentleitend verbundene Verbrennungskraftmaschine durch das Schließen der Kupplung abgebremst wird, da diese aufgrund ihrer Massenträgheit nur langsam an Drehzahl verliert. Alternativ, beziehungsweise um diesen Ruck zu verringern oder zu vermeiden, ist es möglich, das Brennverfahren in der Verbrennungskraftmaschine derart zu regeln, dass im Moment des Einrückens der schlupfsteuerbaren Kupplung die Eingangsseite dieser und deren Ausgangsseite die gleiche oder wenigstens ähnliche Drehzahlen aufweisen. Durch die Veränderung des Brennverfahrens werden zusätzliche Emissionen verursacht, dies ist unerwünscht.If the rotational speed of the input side of the slip-controlled clutch is greater than the rotational speed of the output side, in particular in the case of an upshift operation (change from the nth to the nth + 1st shift), when the slip-controllable clutch is engaged, ie when it closes an unwanted jerk, as the torque-conducting connected to the input side of the internal combustion engine is decelerated by the closing of the clutch, as it loses only slowly due to their inertia in speed. Alternatively, or to reduce or avoid this jerk, it is possible to control the combustion process in the internal combustion engine such that at the moment of engagement of the slip-controllable clutch, the input side of this and its output side have the same or at least similar speeds. Changing the combustion process causes additional emissions, which is undesirable.
Durch das Aufbringen eines bremsenden Kupplungsdrehmoments von der elektrischen Antriebsmaschine auf die Eingangsseite der schlupfsteuerbaren Kupplung ist die Verbrennungskraftmaschine derart abbremsbar, dass die Eingangsseite und die Ausgangsseite der schlupfsteuerbaren Kupplung die gleiche Drehzahl aufweisen, ohne dass dazu eine Veränderung des Brennverfahrens in der Brennkraftmaschine notwendig ist, somit ist ein verbessertes Betriebsverfahren für den Hybridantriebsstrang darstellbar.By applying a braking clutch torque from the electric drive machine to the input side of the slip-controllable clutch, the internal combustion engine can be braked such that the input side and the output side of the slip-controllable clutch have the same speed, without requiring a change of the combustion process in the internal combustion engine, thus is an improved operating method for the hybrid powertrain representable.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Ausgangsübersetzungsverhältnis das diskrete Übersetzungsverhältnis des Hybridgetriebes zu verstehen, in welchem sich dieses gerade im Augenblick befindet, also dasjenige Übersetzungsverhältnis, mit welchem Antriebsleistung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragbar ist, beziehungsweise im Moment übertragen wird. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Zielübersetzungsverhältnis das diskrete Übersetzungsverhältnis zu verstehen, in welches das Hybridgetriebe, ausgehend vom Ausgangsübersetzungsverhältnis, umgeschaltet werden soll, so dass nach dem Umschalten Antriebsleistung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle mit diesem Zielübersetzungsverhältnis übertragbar ist. Bildlich gesprochen, bei einem Fünfgang-Hybridgetriebe, welches während einer Beschleunigungsphase vom 3. in den 4. Gang umgeschaltet werden soll, stellt der 3. Gang das Ausgangsübersetzungsverhältnis und der 4. Gang das Zielübersetzungsverhältnis dar.For the purposes of the invention, an output ratio is to be understood as meaning the discrete transmission ratio of the hybrid transmission, in which it is currently in the moment, ie the transmission ratio with which drive power can be transmitted from the input shaft to the output shaft, or is transmitted at the moment. For the purposes of the invention, a target transmission ratio is to be understood as meaning the discrete transmission ratio into which the hybrid transmission is to be switched, starting from the output transmission ratio, so that after switching drive power can be transmitted from the input shaft to the output shaft with this target transmission ratio. Figuratively speaking, in a five-speed hybrid transmission, which is to be switched during an acceleration phase from 3rd to 4th gear, the 3rd gear represents the output gear ratio and the 4th gear is the target gear ratio.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschine beim Schalten von der Ausgangsübersetzung in die Zielübersetzung in einem verbrauchsgünstigen oder verbrauchsoptimalen Betriebsbereich betrieben. Vorzugsweise wird die Kraftstoffzuführung zur Verbrennungskraftmaschine beim Schalten von der Ausgangsübersetzungsverhältnis in das Zielübersetzungsverhältnis unterbrochen. Insbesondere durch eine derartige Steuerung der Verbrennungskraftmaschine sind sowohl die Emissionen als auch der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine absenkbar und ein verbessertes Betriebsverfahren für den Hybridantriebsstrang ist somit darstellbar.In a preferred embodiment of the invention, the internal combustion engine when switching from the output ratio in the Target translation operated in a low-consumption or consumption-optimal operating range. Preferably, the fuel supply to the internal combustion engine is interrupted when switching from the output gear ratio to the target gear ratio. In particular, by such control of the internal combustion engine, both the emissions and the fuel consumption of the internal combustion engine can be lowered and an improved operating method for the hybrid powertrain is thus represented.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die elektrische Antriebsmaschine zum Aufbringen des bremsenden Kupplungsdrehmoments in einem generatorischen Betriebsbereich betrieben. Insbesondere mittels eines generatorischen Betriebsbereichs ist die Umwandlung von mechanischer Leistung (Drehzahl, Drehmoment) in eine elektrische Leistung (Spannung, Strom) ermöglicht. Vorzugsweise wird diese elektrische Leistung, welche durch das Aufbringen des bremsenden Kupplungsdrehmoments gewonnen wird, in ein Hybridfahrzeugbordnetz eingespeist, bzw. diesem zugeführt. Insbesondere durch eine derartige Steuerung der elektrischen Antriebsmaschine ist eine Energierückgewinnung ermöglicht und somit ist die Effizienz des Hybridantriebsstrangs erhöhbar.In a preferred embodiment of the invention, the electric drive machine for applying the braking clutch torque is operated in a regenerative operating range. In particular, by means of a regenerative operating range, the conversion of mechanical power (speed, torque) into an electrical power (voltage, current) is possible. Preferably, this electrical power, which is obtained by the application of the braking clutch torque, fed into a hybrid vehicle electrical system, or supplied thereto. In particular, such a control of the electric drive machine energy recovery is possible and thus the efficiency of the hybrid powertrain can be increased.
Weiter ist ein Hybridantriebsstrang gemäß Patentanspruch 4 vorgesehen, welcher die Verbrennungskraftmaschine, die elektrische Antriebsmaschine und das schaltbare Hybridgetriebe mit der Eingangs- und Ausgangswelle aufweist, wobei dieses in wenigstens zwei unterschiedlichen, diskreten Übersetzungsstufen schaltbar ist, also insbesondere wenigstens einen ersten und einen weiteren Gang aufweist. Weiter ist der Hybridantriebsstrang mittels eines Steuergeräts, auf welchem das oben genannte Betriebsverfahren in ausführbarerweise auf einem Datenspeicher, vorzugsweise auf einem internen Datenspeicher und bevorzugt auf einem Speicherbaustein, als Computerprogrammprodukt abgespeichert ist, steuerbar.Next, a hybrid powertrain is provided according to claim 4, which has the internal combustion engine, the electric drive machine and the switchable hybrid transmission with the input and output shaft, which is switchable in at least two different, discrete gear ratios, ie in particular at least a first and another gear , Further, the hybrid powertrain is controllable by means of a control device on which the above-mentioned operating method is executable on a data memory, preferably on an internal data memory and preferably on a memory module, as a computer program product.
Vorzugsweise ist die schlupfsteuerbare Kupplung als eine reibschlüssige Kupplung ausgebildet, vorzugsweise als ein hydrodynamischer Drehmomentwandler. Weiter vorzugsweise ist die reibschlüssige Kupplung als eine Lamellen- oder bevorzugt Scheibenkupplung ausgebildet. Vorzugsweise ist die schlupfsteuerbare Kupplung als eine Ein- oder Mehrscheibenkupplung und bevorzugt als eine Lamellenkupplung mit einer Vielzahl an Reiblamellen ausgestaltet. Insbesondere ein derartiger Antriebsstrang weist ein effizientes Schaltverhalten auf.Preferably, the slip-controllable clutch is designed as a frictional clutch, preferably as a hydrodynamic torque converter. Further preferably, the frictional clutch is designed as a disk or preferably disk clutch. Preferably, the slip-controllable clutch is designed as a single or multiple disc clutch and preferably as a multi-plate clutch with a plurality of friction plates. In particular, such a drive train has an efficient switching behavior.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine unmittelbar mit der Verbrennungskraftmaschine drehmomentleitend verbindbar. Vorzugsweise ist die elektrische Antriebsmaschine mit der Verbrennungskraftmaschine drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist die elektrische Antriebsmaschine koxial und bevorzugt konzentrisch zu einer Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, angeordnet. Weiter vorzugsweise ist die Antriebsmaschine als sogenannter Kurbelwellenstartergenerator ausgebildet. Insbesondere mittels einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist ein besonders platzsparender Aufbau ermöglicht.In a preferred embodiment, the electric drive machine can be directly connected with the internal combustion engine in a torque-conducting manner. Preferably, the electric drive machine with the internal combustion engine rotatably connected. Preferably, the electric drive machine is koxial and preferably concentric to an output shaft of the internal combustion engine, in particular a crankshaft of the internal combustion engine arranged. Further preferably, the prime mover is designed as a so-called crankshaft starter generator. In particular, by means of such an embodiment of the invention, a particularly space-saving design is possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Antriebsmaschine mittels eines Zwischengetriebes mit der Verbrennungskraftmaschine drehmomentleitend verbindbar. Vorzugsweise ist dieses Zwischengetriebe als Zugmittelgetriebe, bevorzugt als formschlüssiges Zugmittelgetriebe und besonders bevorzugt als Kettengetriebe oder weiter vorzugsweise als Zahn- oder Rippenriemengetriebe ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Zwischengetriebe als Zahnradgetriebe ausgebildet. Insbesondere mittels einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung ist es ermöglicht, die elektrische Antriebsmaschine nahezu unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine zu positionieren.In a preferred embodiment of the invention, the electric drive machine by means of an intermediate gear with the internal combustion engine can be connected in a torque-conducting manner. Preferably, this intermediate gear is designed as a traction mechanism, preferably as a positive traction mechanism and particularly preferably as a chain transmission or more preferably as a toothed or ribbed belt transmission. Further preferably, the intermediate gear is designed as a gear transmission. In particular, by means of such an embodiment of the invention, it is possible to position the electric drive machine almost independently of the internal combustion engine.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Antriebsmaschine, bezogen auf die Geometrie, zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Hybridgetriebe angeordnet. Insbesondere mittels einer derartigen Ausgestaltung ist ein besonders platzsparender Aufbau des Hybridantriebsstrangs ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, the electric drive machine, based on the geometry, between the internal combustion engine and the hybrid transmission is arranged. In particular, by means of such a configuration, a particularly space-saving design of the hybrid powertrain is possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Antriebsmaschine, bezogen auf die Geometrie, in einem Gehäuse des Hybridgetriebes angeordnet. Insbesondere mittels einer derartigen Ausgestaltung des Hybridantriebsstrangs ist eine Modularisierung des Hybridgetriebes und der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, the electric drive machine, based on the geometry, arranged in a housing of the hybrid transmission. In particular, by means of such an embodiment of the hybrid powertrain a modularization of the hybrid transmission and the internal combustion engine is made possible.
Der vorgeschlagene Antriebsstrang ist in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise einen Pkw zum Überwinden der Fahrwiderstände einsetzbar.The proposed powertrain can be used in a motor vehicle, preferably a car to overcome the driving resistance.
In den nachfolgend erläuterten Figuren sind einzelne Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung näher dargestellt, dabei zeigt:
-
1 : einen schematisierten Hybridantriebsstrang, -
2 : einen vereinfachten Ablaufplan für das Betriebsverfahren.
-
1 a schematized hybrid powertrain, -
2 : a simplified operational procedure flow chart.
In
Die Verbrennungskraftmaschine
Weiter weist der Hybridantriebsstrang
Der Hybridantriebsstrang
Die Verbrennungskraftmaschine
Die elektrische Antriebsmaschine
In
Im ersten Schritt 10, wird eine Schaltanforderung, also ein Wechsel aus dem Ausgangsübersetzungsverhältnis in das Zielübersetzungsverhältnis angefordert und die schlupfsteuerbare Kupplung (
Soweit die Drehzahl der Eingangsseite (
Mit anderen Worten ausgedrückt, Hybridfahrzeuge weisen heute neben dem Verbrennungsmotor einen oder mehrere Elektromotoren auf, die mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt werden können, um im Betrieb des Elektromotors als Generator elektrische Energie für das Fahrzeugbordnetz bereitzustellen.In other words, hybrid vehicles today have, in addition to the internal combustion engine, one or more electric motors that can be coupled to the internal combustion engine in order to provide electrical energy for the vehicle electrical system as a generator during operation of the electric motor.
Vorzugsweise soll diese Anordnung genutzt werden, um während Getriebeschaltungen die Rotationsenergie des Verbrennungsmotors durch Aufbau einer generatorischen Last (generatorisches Kupplungsdrehmoment) am Elektromotorgenerator schnell auf die Zieldrehzahl zu synchronisieren. Dies erfolgt mit dem Ziel, den Verbrennungsprozess im Verbrennungsmotor durch den Schalteingriff möglichst wenig zu beeinflussen.Preferably, this arrangement should be used to quickly synchronize the rotational energy of the engine during transmission circuits by building a regenerative load (regenerative clutch torque) on the electric motor generator to the target speed. This is done with the aim of the combustion process in the internal combustion engine by the switching intervention as little as possible to influence.
Dazu wird folgende Konfiguration vorgeschlagen:For this purpose, the following configuration is proposed:
Einsatz des Elektromotorgenerators im verbrennungsmotorischen Antrieb (Verwendung von vorhandenen Elektromotorgeneratoren in Hybridfahrzeugen, beziehungsweise Einbau eines Elektromotorgenerators in ein „konventionelles“ Fahrzeug).Use of the electric motor generator in the internal combustion engine drive (use of existing electric motor generators in hybrid vehicles, or installation of an electric motor generator in a "conventional" vehicle).
Dieser Elektromotorgenerator kann dabei an verschiedenen Positionen angeordnet werden, wie folgende, nicht abschließende, Aufzählung zeigt:
- - kurbelwellenfeste Anbindung (z.B. Kurbelwellenstartergenerator (KSG) oder Starter-Generator angetrieben über Kette/Zahnradstufe/Riemen,
- - Anordnung zwischen Verbrennungsmotor und Hybridgetriebe mit der Maßgabe einer drehzahlfesten Kopplung zur Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine während des Schalteingriffes (Wechsel aus dem Ausgangsübersetzungsverhältnis in das Zielübersetzungsverhältnis),
- - Anordnung innerhalb des Hybridgetriebes mit der Maßgabe einer drehzahlfesten Koppelung zur Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine während des Schalteingriffes,
- - insbesondere aus Komfortgründen ist weiterhin vorgesehen, dass zum Abtrieb ein schlupfendes Getriebeelement (schlupfsteuerbare Kupplung) existiert, mit welchem der für den Fahrer störenden Abbau kinetischer Energie aus dem Fahrzeug verringer- oder verhinderbar ist.
- - crankshaft fixed connection (eg crankshaft starter generator (KSG) or starter-generator driven via chain / gear stage / belt,
- - Arrangement between internal combustion engine and hybrid transmission with the proviso of a rotationally fixed coupling to the crankshaft of the internal combustion engine during the shifting engagement (change from the output gear ratio to the target gear ratio),
- Arrangement within the hybrid transmission with the proviso of a rotationally fixed coupling to the crankshaft of the internal combustion engine during the switching engagement,
- - Especially for reasons of comfort is further provided that the output of a slipping transmission element (slip controllable clutch) exists, with which the disturbing for the driver degradation of kinetic energy from the vehicle can be reduced or prevented.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- HybridantriebsstrangHybrid powertrain
- 22
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 2a2a
- HybridantriebsstrangsteuergerätHybrid powertrain control module
- 33
- ElektromotorgeneratorElectric motor generator
- 3a3a
- Bordnetz/EnergiespeicherBoard power / energy storage
- 44
- Hybridgetriebehybrid transmission
- 55
- schlupfsteuerbare Kupplungslip controllable coupling
- 5a5a
- Eingangsseite der AnfahrkupplungInput side of the starting clutch
- 5b5b
- Ausgangsseite der AnfahrkupplungOutput side of the starting clutch
- 66
- Antriebsräderdrive wheels
- 77
- ZweimassenschwungradDual Mass Flywheel
- 7a7a
- Alternative Position für ZweimassenschwungradAlternative position for dual-mass flywheel
- 88th
- Eingangswelleinput shaft
- 99
- Ausgangswelleoutput shaft
- 10 - 4010 - 40
- Verfahrensschrittesteps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015205932 A1 [0001, 0004]DE 102015205932 A1 [0001, 0004]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |