DE102019115651A1

DE102019115651A1 - Bedienstrategien für ein hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102019115651A1
Application number: DE102019115651.3A
Authority: DE
Inventors: Dongxu Li; Norman K. Bucknor; Chunhao J. Lee; Venkata Prasad Atluri; Neeraj Shidore; Farzad Samie; Derek F. Lahr
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-03-12
Also published as: CN110884483B; CN110884483A; US20200079351A1; US10676080B2

Abstract

Hybridfahrzeuge und Verfahren zum Betreiben derselben werden offengelegt. Beispielmethoden können das Bereitstellen eines Antriebsstrangs für das Fahrzeug beinhalten, der einen Verbrennungsmotor beinhaltet, der konfiguriert ist, um eine Drehleistung für einen drehbaren Eingang eines Getriebes über eine Startvorrichtung bereitzustellen, und einen Elektromotor-Generator, der einen Rotor umfasst, der konfiguriert ist, um selektiv Drehleistung für den drehbaren Eingang bereitzustellen. Das Verfahren kann ferner das selektive Trennen des Motors vom drehbaren Eingang unter Verwendung einer von der Startvorrichtung getrennten Trennvorrichtung beinhalten, wodurch der drehbare Eingang des Getriebes mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, die schneller ist als eine Ausgangsgeschwindigkeit des Motors.

Description

EINLEITUNG
Hybridfahrzeuge verwenden typischerweise einen Elektromotor-Generator zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor (Internal Combustion, IC-Motor), um selektiv eine Antriebskraft für eine Achsantriebseinheit des Fahrzeugs bereitzustellen. Hybridfahrzeuge können sich in unterschiedlichem Maße auf den Elektromotor-Generator und den Verbrennungsmotor verlassen. Mit anderen Worten, einige Hybridfahrzeuge sind in erster Linie auf den Verbrennungsmotor angewiesen, um die Achsantriebseinheit mit Strom zu versorgen, während andere Hybridfahrzeuge hauptsächlich oder sogar ausschließlich vom Elektromotor-Generator angetrieben werden (während der Verbrennungsmotor entweder Batterien auflädt, die den Elektromotorgenerator mit Strom versorgen, oder bei Bedarf zusätzliche Antriebsleistung für das Fahrzeug liefert).
Hybridfahrzeuge können als „starker“ Hybrid mit einem relativ leistungsstarken Elektromotor-Generator ausgelegt sein, der einen größeren Teil der Verantwortung für die Bereitstellung der Antriebsleistung für das Fahrzeug trägt. Alternativ sind einige Hybridfahrzeuge als „milde“ Hybridfahrzeuge mit relativ kleineren Elektromotor-Generatoren konzipiert, die im Vergleich zu starken Hybridfahrzeugen etwas geringere Kraftstoffeinsparungen ermöglichen und aufgrund der geringeren Baugröße des Elektromotors niedrigere Gesamtkosten als ein starker Hybrid aufweisen.
Hybridfahrzeuge müssen typischerweise den Verbrennungsmotor und/oder den Elektromotor-Generator von rotierenden Komponenten des Fahrzeugs trennen, z.B. wenn der Verbrennungsmotor und/oder der Motor-Generator das Fahrzeug nicht aktiv mit Strom versorgt. Ausrückkupplungen, die für frühere Ansätze typisch sind, wie z. B. Nassausrückkupplungen, sind im Allgemeinen langsam und/oder ungenau beim Ein- und Auskuppeln von rotierenden Komponenten, sodass es verpasste Gelegenheiten zur Effizienzsteigerung eines FahrzeugAntriebs gibt. Diese verpassten Gelegenheiten sind besonders bedeutsam im Zusammenhang mit einem Mild-Hybridfahrzeug, bei dem die im Allgemeinen weniger leistungsfähigen Elektromotor-Generatoren im Vergleich zu Hybriden mit leistungsstärkeren Elektromotor-Generatoren weniger Möglichkeiten haben, dem Fahrzeug eine sinnvolle Hilfsenergie zur Verfügung zu stellen.
Dementsprechend besteht Bedarf an einem verbesserten Antrieb für ein Fahrzeug und einem Verfahren zum Betreiben eines FahrzeugAntriebs, das die oben genannten Probleme löst.
KURZDARSTELLUNG
In mindestens einigen exemplarischen Ansätzen ein Verfahren zum Betreiben eines HybridAntriebs für ein Fahrzeug, das das Bereitstellen eines Antriebs für das Fahrzeug beinhaltet, der einen Verbrennungsmotor umfasst, der konfiguriert ist, um über eine Startvorrichtung Drehleistung für einen drehbaren Eingang eines Getriebes bereitzustellen, einen Elektromotor-Generator, der einen Rotor umfasst, der konfiguriert ist, um selektiv Drehleistung für den drehbaren Eingang bereitzustellen. Das Verfahren kann ferner das selektive Trennen des Motors vom drehbaren Eingang unter Verwendung einer von der Startvorrichtung getrennten Trennvorrichtung beinhalten, wodurch der drehbare Eingang des Getriebes mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, die schneller ist als eine Ausgangsdrehzahl des Motors.
In einigen Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner das Antreiben des drehbaren Eingangs des Getriebes über den Motor-Generator, während der Motor über die Trennvorrichtung abgeschaltet wird.
Bei anderen Ansätzen beinhaltet ein Verfahren auch das Drehen des Motors mit einem der Motor-Generatoren und einem Anlasser des Motors, während Kraftstoff zum Motor abgeschnitten wird. In einigen dieser Beispiele kann das Verfahren ferner beinhalten, dass bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug bei oder unter einer Motor-Generator-fähigen Kalibriergeschwindigkeit befindet, wobei der Motor-Generator in der Lage ist, eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung ohne Hilfe des Motors zu erfüllen, wobei der Motor mit dem des Motor-Generators und des Anlassers als Reaktion auf die Bestimmung gedreht wird. In mindestens einigen dieser Beispiele beinhaltet das Bestimmen, dass sich das Fahrzeug bei oder unter einer Motor-Generator-fähigen Kalibriergeschwindigkeit befindet, das Bestimmen, dass das Fahrzeug entweder stationär oder im Leerlauf ist. In einigen Beispielen kann eine Motor-Generator-fähige Kalibriergeschwindigkeit aus mindestens einem Fahrzeuggewicht, einer Motor-Generator-Leistung und einer Motor-Einrastfähigkeit mit dem Getriebe über die Startvorrichtung bestimmt werden, wenn sich die Startvorrichtung in einem rutschfesten Zustand befindet.
In einigen der exemplarischen Verfahren wird der Motor als Reaktion auf eine Bestimmung, dass das Fahrzeug ausläuft, abgeschaltet, wobei das Verfahren ferner das Erfassen einer Anforderung für eine Beschleunigung des Fahrzeugs und als Reaktion auf diese Bestimmung das Bereitstellen von Drehleistung für den Dreheingang unter Verwendung eines der Elektromotor-Generatoren und eines Fahrzeugstarters beinhaltet.
In mindestens einigen der exemplarischen Verfahren ist die Trennvorrichtung eine mechanische Kupplung. Beispielhafte mechanische Kupplungen können entweder eine Einwegkupplung, eine wählbare Einwegkupplung und eine mechanischen Diode beinhalten.
In einigen Beispielen ist die Startvorrichtung ein Drehmomentwandler mit einem Pumpenelement und einer Turbine, die durch eine Flüssigkeitskupplung getrennt sind. In einigen dieser Beispiele ist die Trennvorrichtung zwischen dem Motor und dem Pumpenelement des Drehmomentwandlers angeordnet, und der Elektromotor-Generator ist konfiguriert, um das Pumpenelement des Drehmomentwandlers anzutreiben. In anderen derartigen Beispielen kann die Trennvorrichtung zwischen der Turbine des Drehmomentwandlers und dem Getriebe angeordnet werden, und der Elektromotor-Generator ist konfiguriert, um den Dreheingang des Getriebes zu betreiben.
In einigen Beispielmethoden ist das Fahrzeug ein Mild-Hybrid, wobei der Motor eine primäre Antriebsquelle für den Antrieb ist und der Motor-Generator eine sekundäre Antriebsquelle für den Antrieb ist.
Einige exemplarische Methoden können ferner das Starten des Fahrzeugs aus einem Stillstand heraus beinhalten, während der Motor vom Dreheingang getrennt ist. In diesen Beispielen können einige Methoden auch das Wiedereinschalten des Motors als Reaktion auf einen Leistungsbedarf beinhalten, der eine Ausgangsleistung des Elektromotor-Generators übersteigt.
In mindestens einigen Beispielen beinhaltet ein Hybridfahrzeug eine Achsantriebseinheit, die mindestens ein Fahrzeugrad antreibt, und einen Antrieb, der die Antriebskraft für die Achsantriebseinheit bereitstellt. Der Antrieb kann einen Verbrennungsmotor beinhalten, der konfiguriert ist, um eine Drehleistung für einen drehbaren Eingang eines Getriebes durch eine Startvorrichtung bereitzustellen, und einen Elektromotor-Generator, der konfiguriert ist, um den drehbaren Eingang des Getriebes anzutreiben, sodass der Elektromotor-Generator konfiguriert ist, um selektiv Drehleistung für das Getriebe bereitzustellen. Der Antrieb kann ferner eine von der Startvorrichtung getrennte Motortrennvorrichtung beinhalten, wobei die Trennvorrichtung konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass der drehbare Eingang des Getriebes mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die schneller ist als eine Ausgangsdrehzahl des Motors. Der Motor kann konfiguriert werden, um selektiv vom drehbaren Eingang durch die Motortrennvorrichtung getrennt zu werden, und der Motor ist konfiguriert, um mit einem der Motor-Generatoren und einem Anlasser des Motors gedreht zu werden, während der Kraftstoff zum Motor abgeschnitten wird
In mindestens einigen Beispielen beinhaltet die Trennvorrichtung eine Einwegkupplung, eine wählbare Einwegkupplung oder eine mechanische Diode.
In einigen Beispielen ist die Startvorrichtung ein Drehmomentwandler mit einem Pumpenelement und einer Turbine, die durch eine Flüssigkeitskupplung getrennt sind. In diesen Beispielen kann die Trennvorrichtung zwischen dem Motor und dem Pumpenelement des Drehmomentwandlers eingefügt werden, und der Elektromotor-Generator ist konfiguriert, um das Pumpenelement des Drehmomentwandlers anzutreiben. In anderen derartigen Beispielen ist die Trennvorrichtung zwischen der Turbine des Drehmomentwandlers und dem Getriebe angeordnet, und der Elektromotor-Generator ist konfiguriert, um den Dreheingang des Getriebes zu betreiben.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei Folgendes gilt:

ist ein schematisches Diagramm, das ein Hybridfahrzeug und einen Antrieb mit einer Trennvorrichtung nach einem exemplarischen Ansatz darstellt;
ist ein schematisches Diagramm, das ein Hybridfahrzeug und einen Antrieb mit einer Trennvorrichtung nach einem anderen Beispiel darstellt;
ist ein Prozessablaufdiagramm, beispielsweise Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einer Trennvorrichtung beim Ausrollen;
ist ein Prozessflussdiagramm für Beispielverfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einer Trennvorrichtung während des Starts des Fahrzeugs, z.B. von einem Halt aus; und
ist ein Diagramm, das Fahrzeuggeschwindigkeit, Motorleistung und Batterieleistung im Zeitverlauf für ein Beispiel-Hybridfahrzeug veranschaulicht, das exemplarische Schubbetrieb- und Startstrategien verwendet, die in den und dargestellt sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispiel-Hybridfahrzeuge
Gemäß den hierin enthaltenen exemplarischen Abbildungen werden verschiedene Hybridfahrzeuge und Verfahren zu deren Betrieb offenbart. Die Beispielhybride können relativ milde Hybridkonstruktionen sein, bei denen ein Elektromotor-Generator einen geringeren Anteil an den Antriebsaufgaben für das Fahrzeug trägt. In solchen Beispielen profitieren die Leistungsbegrenzungen der Aggregate der Elektromotoren-Generatoren von einer zusätzlichen Koordination des Prozesses des Ab- und Wiedereinschaltens des Motors beim Übergang vom Motor-Ein- in den Motor-Aus-Betrieb oder umgekehrt, um einen vorteilhaften Kompromiss zwischen Kraftstoffverbrauch und Fahrbarkeit zu erzielen. Dennoch sind die hierin diskutierten Konzepte und Methoden auch für starke Hybride anwendbar. Darüber hinaus können exemplarische Hybridverfahren und -vorrichtungen, wie hierin offenbart, besonders gut geeignet sein, um ein bestehendes Fahrzeug oder einen Hybridfahrzeug-Antrieb zu „ergänzen“.
Im Allgemeinen versuchen die hierin enthaltenen exemplarischen Abbildungen, den Motor in einem Hybridfahrzeug schnell und reibungslos zu trennen und wieder anzuschließen. Beispielhafte Trennvorrichtungen können zu diesem Zweck eine Reibungskupplung oder eine mechanische Diode sein (z.B. eine Einwegkupplung oder eine wählbare Einwegkupplung).
In einigen Beispielmethoden kann ein Elektromotor-Generator (d.h. ein Hybrid-Antrieb) oder ein Fahrzeugstarter verwendet werden, um den Verbrennungsmotor in Drehung zu halten, während er vom Antrieb getrennt ist, sodass beim Wiedereinschalten des Motors nur eine geringe oder gar keine Verzögerung bei der Bereitstellung der Motorleistung auftritt. Bei anderen exemplarischen Verfahren wird der Motor betankt und mit einer reduzierten Drehzahl, z.B. einer Leerlaufdrehzahl, betrieben, um den Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu Beispielen zu senken, bei denen der Motor von einer externen Quelle wie dem Motor-Generator oder dem Anlasser gedreht wurde. Wie im Folgenden näher erläutert wird, kann eine Koordination der Steuervariablen verwendet werden, um exemplarische hybride Fahrzeugsysteme in verschiedenen Betriebsarten oder Strategien zu realisieren, um eine gewünschte Mischung aus Kraftstoffeffizienz und Fahrbarkeit zu erreichen.
Beispielhafte Hybridfahrzeuge oder -antriebe können eine Trennvorrichtung zwischen einem Verbrennungsmotor (IC) und Antriebkomponenten verwenden, die von einer zugehörigen Elektromotor-Generator-Einheit (Motor-Generator Unit, MGU) mit Strom versorgt werden, z.B. eine Dreheingabe an einer Startvorrichtung eines Fahrzeuggetriebes. Für die Zwecke dieser Offenbarung kann eine Startvorrichtung ein Drehmomentwandler sein, der ein Pumpenelement und eine Turbine umfasst, die durch eine Fluidkupplung getrennt sind. In einem weiteren Beispiel kann eine Startvorrichtung eine Anlaufkupplung eines Getriebes sein, z.B. für ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT).
Beispielhafte Trennvorrichtungen können von der Startvorrichtung oder dem Drehmomentwandler getrennt sein, sodass der Verbrennungsmotor von einem Dreheingang zu einem Getriebe durch die Trennvorrichtung getrennt werden kann, und zwar auf eine Weise, die von jeder Trennung oder Trennung zwischen Motor und Getriebe, die durch die Startvorrichtung oder den Drehmomentwandler ermöglicht wird, abgesehen ist. Beispielhafte Trennvorrichtungen können mechanische Kupplungen beinhalten, die für die Zwecke dieser Offenbarung eine mechanische Diode, eine Einwegkupplung oder eine wählbare Einwegkupplung beinhalten können, sind aber nicht darauf beschränkt. In anderen Beispielen kann eine Reibungskupplung verwendet werden. Beispielsweise werden mechanische Kupplungen im Allgemeinen in einer ersten Drehrichtung verriegelt, sodass ein erstes Rotationselement ein zweites Rotationselement in einer ersten Drehrichtung antreibt. Mechanische Kupplungen ermöglichen auch das Freilaufen in einer Drehrichtung entgegen der ersten Richtung. Mit anderen Worten, bis zu einem gewissen Grad dreht sich das zweite Rotationselement schneller als das erste Rotationselement, z.B., wenn ein Elektromotor-Generator eine Welle schneller dreht als ein Ausgang des Verbrennungsmotors (z.B. wenn der Verbrennungsmotor langsamer wird oder abschaltet), bremst oder zieht das erste Rotationselement das zweite Rotationselement nicht wesentlich. Wenn außerdem die Drehzahl des ersten Rotationselements anschließend zunimmt und die gleiche Drehzahl wie das zweite Rotationselement in der ersten Drehrichtung erreicht (z.B. wenn der Motor aufgrund einer Anforderung des Fahrers neu gestartet oder in der Drehzahl beschleunigt wird), ist keine Verzögerung im ersten Rotationselement erkennbar, das in das zweite Rotationselement greift und es antreibt. Auf diese Weise kann ein Verbrennungsmotor schnell und reibungslos von einem Abschalt- oder Ruhezustand zu einem aktiven Antrieb des Antriebs übergehen und umgekehrt. Das Fehlen einer Verzögerung ist darauf zurückzuführen, dass die mechanische Kupplung die Drehantriebskraft vom ersten Rotationselement sofort auf das zweite Rotationselement überträgt.
Die fehlende Verzögerung und das relativ schnelle Ein- und Auskuppeln von mechanischen Kupplungen unterscheidet sich beispielsweise von nassen Auskupplungen, die für frühere Ansätze in Hybridfahrzeugen typisch sind. Eine Nasskupplung beruht im Allgemeinen auf hydraulischem Druck, der eine Kraft zwischen zwei Rotationselementen aufbringt und somit die Synchronisation der Drehzahlen des ersten und zweiten Rotationselements verzögert, während Druck und/oder Reibung zwischen den Rotationselementen aufgebaut werden, die ausreichen, um die Synchronisation der Drehzahlen jedes einzelnen zu bewirken.
Das relativ schnellere Ein- und Auskuppeln der mechanischen Kupplung hingegen kann die Fahrbarkeit des Hybridfahrzeugs generell verbessern und den Übergang zwischen den Betriebszuständen des HybridAntriebs für die Fahrzeuginsassen weniger erkennbar machen. Insbesondere kann die Fahrbarkeit durch ein sanfteres Ein-/Ausschalten des Verbrennungsmotors beim Übergang zwischen den Betriebszuständen des Antriebs verbessert werden, z.B. wenn der Verbrennungsmotor von einem Betriebszustand, in dem der Verbrennungsmotor zumindest teilweise Antriebskraft für den Antrieb bereitstellt, in einen Betriebszustand übergeht, in dem der Verbrennungsmotor vollständig abgeschaltet ist oder anderweitig keine Antriebskraft für den Antrieb bereitstellt. Diese Vorteile in der Fahrbarkeit können besonders vorteilhaft sein, wenn ein Elektromotor-Generator relativ leistungsstark ist oder häufiger eingesetzt wird, um eine Fahrzeug-Achsantriebseinheit mit Antriebskraft zu versorgen, da auf den Verbrennungsmotor in geringerem Maße Verlass ist. Hybridfahrzeuge, die größere oder leistungsfähigere Elektromotor-Generator-Einheiten in Kombination mit einer exemplarischen mechanischen Kupplung als Trennvorrichtung verwenden, erhöhen somit die Kraftstoffeffizienz, indem sie die Nutzung des Verbrennungsmotors aufgrund der höheren Leistung und Benutzerfreundlichkeit des Elektromotor-Generators stärker einschränken und gleichzeitig die Eindringlichkeit oder Härte der Übergänge zwischen mindestens den oben beschriebenen Betriebszuständen minimieren. Die hierin offenbarten exemplarischen Trennvorrichtungen können auch das Trennen eines Verbrennungsmotors häufiger in Situationen erleichtern, in denen keine Leistung vom Verbrennungsmotor benötigt wird, was mehr Möglichkeiten zum Abschalten des Motors und damit eine höhere Effizienz des Fahrzeugs ermöglicht.
In einigen der folgenden Beispiele verwendet ein Hybridfahrzeug eine „P2“-Antrieb-Konfiguration. In solchen Konfigurationen versorgt eine Elektromotor-Generator-Einheit (Motor Generator Unit, MGU) einen Fahrzeug-Antrieb zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Mehrganggetriebe. Dementsprechend kann das Hybridfahrzeug von der MGU allein, vom Verbrennungsmotor allein oder von der MGU und vom Verbrennungsmotor gemeinsam angetrieben werden. Die Hybridantriebe vom Typ „P2“ können gut geeignet sein, um an ein bestehendes Fahrzeug- oder Antriebdesign angebaut zu werden, z.B. durch Hinzufügen eines Motor-Generators und Trennvorrichtungen zu einem Fahrzeug, das ursprünglich als Fahrzeug mit Verbrennungsmotor (allein) konzipiert war. Die hierin enthaltenen Konzepte können jedoch auch auf andere Arten von Hybridfahrzeugen angewendet werden, wie beispielsweise „P1“-Konfigurationen (bei denen die MGU direkter mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, z.B. mit einer Abtriebswelle des Motors) oder „P4“-Konfigurationen (bei denen die MGU in den Antrieb oder eine Achse des Fahrzeugs der vom Motor empfangenen Getriebeleistung nachgeschaltet integriert ist), nur als Beispiele.
Kommen wir nun zu den und , wobei exemplarische Abbildungen von Hybridfahrzeugen und Antriebssträngen mit Trennvorrichtungen näher beschrieben werden. Genauer gesagt, sind die und schematische Darstellungen eines Hybridfahrzeugs 100a bzw. 100b (zusammenfassend als Hybridfahrzeug 100 bezeichnet). Die und sind Schnittbilder eines HybridAntriebs 102a bzw. 102b (zusammenfassend als HybridAntrieb 102 bezeichnet). In beiden Beispielen beinhaltet der Antrieb 102 des Hybridfahrzeugs 100 eine Trennvorrichtung, die den oben genannten Vorteilen entspricht. In jedem Beispiel wird eine mechanische Kupplung 104 als Motortrennvorrichtung eingesetzt. Genauer gesagt ist der Antrieb 102a des Fahrzeugs 100a mit einer mechanischen Kupplung 104a ausgestattet, die eine wählbare Einwegkupplung (Selectable One-Way Clutch, SOWC) ist, die im Folgenden näher beschrieben wird. Der Antrieb 102b des Fahrzeugs 100b hingegen ist mit einer Einwegkupplung 104b ausgestattet.
Wie in den Diagrammen der und am besten zu sehen ist, können exemplarische Fahrzeuge 100 im Allgemeinen von einem Verbrennungsmotor 108 und einer Motor-Generator-Einheit (MGU) 110 in verschiedenen Betriebszuständen angetrieben werden, um eine Antriebskraft für ein Mehrganggetriebe 112 bereitzustellen, das wiederum eine Achsantriebseinheit 114 antreibt. Insbesondere kann ein Fahrzeug 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt (1) ausschließlich vom Verbrennungsmotor 108, (2) ausschließlich von der MGU 110 oder (3) von jedem der Verbrennungsmotoren 108 und MGU 110 gleichzeitig angetrieben werden. Im Folgenden werden exemplarische Betriebszustände der Fahrzeuge 100a und 100b und Vorteile der mechanischen Kupplung 104 näher beschrieben. Die Achsantriebseinheit 114 kann eine Differential-, Achs- oder andere Wellenanordnung zum Antreiben eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs 100 beinhalten. In einem Beispiel ist die Achsantriebseinheit 114 eine Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs 100.
Die hierin offenbarten Beispiel-Trennvorrichtungen 104 können im Allgemeinen von einer Startvorrichtung 116 des Getriebes 112 getrennt sein. Die Startvorrichtung 116 kann im Allgemeinen das Trennen oder eine andere relative Drehung eines Eingangs zum Getriebe 112 und eine rotierende Welle ermöglichen, die konfiguriert ist, um den Eingang zum Getriebe 112 anzutreiben. In den in den und dargestellten Beispielen ist die Startvorrichtung 116 ein Drehmomentwandler 116. In anderen Ansätzen kann die Startvorrichtung 116 eine Anlaufkupplung sein, z.B. eines Doppelkupplungsgetriebes (Dual-Clutch Transmission, DCT). Während also eine Startvorrichtung 116 wie der in den und dargestellte Drehmomentwandler 116 selbst zum Trennen eines Motors 102 vom Getriebe 112 verwendet werden kann (sofern die Flüssigkeitskupplung des Drehmomentwandlers 116 unterschiedliche Drehzahlen des Pumpenelements 118 und der Turbine 120 zulässt), ermöglichen die Trennvorrichtungen 104 im Allgemeinen eine weitere Trennung des Motors 102, die Reibungsverluste reduziert oder anderweitig eine effizientere oder schnellere Trennung und Wiederverbindung des Motors 102 ermöglicht.
Beispieldarstellungen eines Antriebs 102 und eines Fahrzeugs 100 sind im Allgemeinen auf jedes Hybridfahrzeug anwendbar, das einen Verbrennungsmotor 108 und eine MGU 110 verwendet, um selektiv Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs 100 bereitzustellen, und das eine Motortrennvorrichtung aufweist, die mit den hierin enthaltenen Beispielen übereinstimmt. In einigen Beispielen kann eine mechanische Kupplung als Trennvorrichtung eingesetzt werden. Mechanische Kupplungen können besonders in Anwendungen eingesetzt werden, in denen die MGU 110 relativ leistungsstark ist und/oder zur Bereitstellung der Antriebskraft für eine Achsantriebseinheit 114 eines Fahrzeugs verwendet wird, obwohl mechanische Kupplungen in einer geeigneten Anwendung eingesetzt werden können. In einem Beispiel ist die MGU 110 mindestens ein 48-V-Motor-Generator, d.h. mit einer Nennspannung von mindestens 48 V. Der Antrieb 102 kann in einigen Beispielen ein Mild-Hybrid-Antrieb sein, d.h. wenn die MGU 110 relativ weniger als der Motor 108 eingesetzt wird, um dem Fahrzeug 100 unter normalen Betriebsbedingungen Antrieb zu geben.
Das Getriebe 112 kann über die Startvorrichtung 116, die, wie vorstehend erwähnt, ein Drehmomentwandler 116 in den in den und dargestellten Beispielen ist, Antriebskraft oder Drehleistung vom Verbrennungsmotor 108 und/oder der MGU 110 empfangen. Der Drehmomentwandler 116 verwendet eine Flüssigkeitskupplung, um Leistung zu übertragen und das vom Getriebe 112 empfangene Drehmoment vom Verbrennungsmotor 108 und/oder MGU 110 zu multiplizieren. Insbesondere kann der Drehmomentwandler eine Drehmomentwandlerabdeckung (Torque Converter, TC) oder ein Pumpenelement 118 aufweisen, das eine Turbine 120 über eine Flüssigkeitskupplung antreibt. Der Drehmomentwandler 116 kann auch eine Überbrückungskupplung 126 zum selektiven Verriegeln des Pumpenelements 118 und der Turbine 120 aufweisen, z.B. um die Drehzahlen des Pumpenelements 118 und der Turbine 120 zu synchronisieren und den Schlupf über die Flüssigkeitskupplung unter bestimmten Betriebsbedingungen zu verhindern. Der Drehmomentwandler 116 kann auch einen Dämpfer 127 aufweisen, der konfiguriert ist, um vom Motor auf den Drehmomentwandler 116 übertragene Schwingungen zu dämpfen und dadurch die Härte des Antriebs im Antrieb 102 zu reduzieren.
Der MGU 110 kann die Antriebskraft für den Drehmomentwandler 116, das Getriebe 112 und die Achsantriebseinheit 112 entweder alternativ oder zusätzlich zu der vom Verbrennungsmotor 108 bereitgestellten Antriebskraft bereitstellen. In dem in dargestellten Beispiel kann die MGU 110 über einen Kettenantrieb 130a eine Nabe 111 des Drehmomentwandlerpumpenelements 118 antreiben. Alternativ kann die MGU 110, wie in dargestellt, eine Eingangswelle des Getriebes 112 direkt antreiben, z.B. über feste Zahnräder 130b.
Wie vorstehend erwähnt, kann eine Trennvorrichtung verwendet werden, um ein schnelles Verbinden und Trennen des Motors 108 mit dem Antrieb 102 zu ermöglichen. In den in den und dargestellten Beispielen kann die Trennvorrichtung eine mechanische Kupplung 104 sein. Während die Antriebsstränge 102a und 102b in den hierin enthaltenen Beispielen zum Abschalten eines Motors 108 im Wesentlichen ähnlich verwendet werden können, können Komponenten der Antriebsstränge 102a und 102b in einigen Fällen etwas anders funktionieren. Lediglich als Beispiel kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 geöffnet oder geschlossen werden, wenn ein Motor 108 abgekuppelt wird, während das Fahrzeug 100 von der MGU 110 betrieben wird, vorbehaltlich der Anforderungen der Konfigurationen der Antriebsstränge 102a und 102b. Bei einem Antrieb, bei dem der MGU 110 mit der Pumpenseite des Drehmomentwandlers verbunden ist (z.B. wie im Antrieb 102a, bei dem der MGU 110 das Pumpenelement 118 antreibt), muss die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 im Allgemeinen verriegelt oder in einem gesteuerten Schlupfzustand (bei dem mindestens eine gewisse Drehleistung vom Pumpenelement 118 auf die Turbine 120 übertragen wird) sein, damit die MGU 110 dem Getriebe 112 Antriebsleistung zur Verfügung stellt. Wenn also der Motor 108 im Antrieb 102a abgekuppelt wird, ist die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 typischerweise verriegelt oder überträgt anderweitig eine Leistung vom Pumpenelement 118 auf die Turbine 120. Andererseits sollte bei Antriebkonfigurationen, bei denen sich die MGU auf der Turbinenseite des Drehmomentwandlers 116 befindet, z.B. wenn die MGU 110 eine Leistung der Turbine 120 wie im Antrieb 102b antreibt, sollte die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 im Allgemeinen geöffnet werden (d.h. im Wesentlichen keine Leistung vom Pumpenelement 118 auf die Turbine 120 und umgekehrt übertragen), wenn der Motor 108 abgeschaltet ist. So kann im Beispiel Antrieb 102b die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 selbst eine Trennvorrichtung in Bezug auf den Motor 108 sein.
Der Motor 108 kann eine Abtriebswelle, z.B. eine Kurbelwelle, aufweisen, die Drehkraft an eine mechanische Kupplung 104 sendet. Die Kurbelwelle kann sich mit einer Nenndrehzahl des Motors 102 drehen. Die Trennvorrichtungen 104 können im Allgemeinen das Abstellen, den Leerlauf oder anderweitiges Drehen des Motors 102 mit einer reduzierten Geschwindigkeit im Vergleich zu einer Eingangsdrehzahl in das Getriebe 112 ermöglichen, z.B. wie von der MGU 110 angetrieben oder als Folge der Bewegung des Fahrzeugs 100. Wie in den und dargestellt, kann eine Flexplatte 122 vorgesehen werden, die an der Kurbelwelle/Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 108 befestigt werden kann, um die Geräusch-, Schwingungs- und Härteeigenschaften des Verbrennungsmotors 108 allgemein zu verbessern, indem die Übertragung von Vibrationen, Geräuschen oder anderen transienten Erregungen vom Motor 108 auf andere Elemente des Antriebs 102 und/oder des Fahrzeugs 100 reduziert wird. Die Flexplatte 122 kann auch die Biegung des Gehäuses des Drehmomentwandlers 116 in axialer Richtung während des Betriebs aufnehmen. Ein Dämpfer 124 kann auch in Übereinstimmung mit der Flexplate 122 vorgesehen werden, z.B. wie in dargestellt, um die Übertragung von Vibrationen vom Motor 108 weiter zu reduzieren.
Die mechanische Kupplung 104 des Fahrzeugs 100 ermöglicht es dem Verbrennungsmotor 108 im Allgemeinen, das Fahrzeug 100 wahlweise alternativ oder zusätzlich zur von der MGU 110 gelieferten Drehkraft zu betreiben, wie vorstehend erwähnt. In dem in dargestellten Beispiel kann die mechanische Kupplung eine wählbare Einwegkupplung (SOWC) 104a sein. In einem weiteren in dargestellten Beispiel kann dagegen eine Einwegkupplung 104b verwendet werden, die die Turbine 120 des Drehmomentwandlers 116 mit dem Getriebe 112 verbindet.
Im Beispiel des in dargestellten Antriebs 102a, d.h. wenn die Trennvorrichtung eine wählbare Einwegkupplung (SOWC) 104a ist, kann der Verbrennungsmotor 108 eine drehbare Welle 131 in einer ersten Drehrichtung antreiben, wie in den und am besten zu sehen ist. Die drehbare Welle 131 kann eine Kurbelwelle des Motors 108 oder eine mit der Kurbelwelle des Motors 108 gekoppelte Vorgelegewelle zur Drehung sein, z.B. über ein festes Getriebe. Die MGU 110 ist konfiguriert, um selektiv Drehleistung an einen Drehabtrieb zu liefern, der im Beispiel von die Nabe 111 des Drehmomentwandlerpumpenelements 118 ist. So kann beispielsweise der Motor-Generator 110 einen Rotor (nicht speziell dargestellt) beinhalten, der die Nabe 111 antreibt, entweder alternativ oder zusätzlich zur Drehleistung, die dem Pumpenelement 118 vom Motor 108 zugeführt wird. Die MGU 110 kann auch elektrische Energie zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie erzeugen (nicht dargestellt), d.h. durch die Bewegung des Fahrzeugs, die in eine Drehkraft umgewandelt wird, die über die Achsantriebseinheit 114 und das Getriebe 112 auf den Kettenantrieb 130a übertragen wird, der durch die Nabe 111 des Pumpenelements 118 gedreht wird.
Wie bereits erwähnt, verwendet der Antrieb 102a SOWC 104a als Motortrennvorrichtung. Die SOWC 104a kann die drehbare Welle 131 mit dem Drehabtrieb 118 selektiv in einer ersten „Vorwärtsrichtung“ verriegeln, wobei (a) die drehbare Welle 131 den Drehabtrieb 118 in der ersten Drehrichtung antreiben kann und (b) der Drehabtrieb 118 in Bezug auf die drehbare Welle 131 freilaufen darf, wenn er in der ersten Drehrichtung schneller dreht als die drehbare Welle 131.
Die Verriegelungsrichtung der SOWC 104a kann umgekehrt werden, z.B. über eine Zwischenplatte (nicht dargestellt). In dieser zweiten, „inversen“ Verriegelungsposition kann die drehbare Welle 131 vom Pumpenelement 118 in die erste Richtung angetrieben werden. Auf diese Weise kann der Verbrennungsmotor 108 über die drehbare Welle 131 eine Motorbremskraft auf das Pumpenelement 118 ausüben. Die drehbare Welle 131 kann in dieser zweiten rückwärts verriegelten Ausrichtung gegenüber dem Pumpenelement 118 freilaufen, wenn sie anfängt, sich schneller zu drehen als das Pumpenelement 118 in der ersten Drehrichtung, z.B. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit so niedrig fällt, dass die Drehzahl der Welle 131 höher ist als die Abdeckung 118.
Die selektive Verriegelung der SOWC 104a in der vorwärts- und rückwärtsverriegelten Ausrichtung kann in jeder beliebigen Weise eingeleitet werden, z.B. durch zwei Rotationselemente, die lediglich exemplarisch über eine oder mehrere Streben, Wippen, Rollen oder Klemmstücke miteinander drehfest verbunden sind.
In einem weiteren Beispiel, das in dargestellt ist, kann eine mechanische Kupplung in Form einer Einwegkupplung 104b vorgesehen werden, die zwischen der Turbine 120 des Drehmomentwandlers 120 und dem Getriebe 112 angeordnet ist. Beispiel-Einwegkupplungen 104b können als Rollenkupplung, Freilaufkupplung oder jede andere mechanische Kupplung ausgeführt werden, die es der Turbine 120 im Allgemeinen ermöglicht, einen Eingang zum Getriebe 112 in einer ersten Drehrichtung anzutreiben, während eine relative Drehung zwischen der Turbine 120 und dem Eingang zum Getriebe 112 in der entgegengesetzten Drehrichtung frei möglich ist.
Der Einsatz einer mechanischen Kupplung als Motortrennvorrichtung, z.B. wie vorstehend mit der SOWC 104a und der Einwegkupplung 104b beschrieben, kann Teile und Bauraum der Kupplung reduzieren, die Fahrbarkeit verbessern und den Kraftstoffverbrauch senken. So ist beispielsweise der durch die SOWC 104a und die Einwegkupplung 104b erlaubte Leerlauf im Allgemeinen unverzögert, wenn eine relative Drehung zwischen den Drehelementen erfolgt, was besonders vorteilhaft sein kann, wenn der Motor 108 von einem Antriebszustand in einen Schubbetrieb-, Leerlauf- oder Nicht-Laufzustand übergeht. Darüber hinaus ist der Luftwiderstand einer mechanischen Kupplung wie der SOWC 104a relativ gering, und das Wiedereinkuppeln der rotierenden Elemente beim Neustart oder bei der Beschleunigung der Motordrehzahl erfolgt nahezu verzögerungsfrei (im Gegensatz zum relativ langsameren und ungenaueren Einkuppeln, das für eine nasse Ausrückkupplung typisch ist). Lediglich in einem Betriebszustand, in dem der Motor 108 das Fahrzeug 100 antreibt (entweder allein oder zusätzlich zur MGU 110) und der Fahrer die Eingabe eines Gaspedals in den Motor 108 (d.h. zum Ausrollen) reduziert, kann ein erstes Rotationselement aus SOWC 104a oder einer Einwegkupplung 104b (verbunden mit der Fahrzeuggeschwindigkeit über die Drehung des Drehmomentwandlerdeckels 118 bzw. des Getriebes 112) gegenüber dem anderen Rotationselement (das über die Welle 131 bzw. Turbine 120 mit der Motordrehzahl verbunden ist) mit geringem Widerstand freilaufen. In einem Beispiel kann eine mechanische Kupplung wie die hierin beschriebene einen Luftwiderstand von 0,1-0,2 Newtonmeter (Nm) aufweisen, verglichen mit einem Luftwiderstand von 0,5-0,7 Nm, der typisch für eine nasse Ausrückkupplung ist. Der im Allgemeinen sofortige Freilauf, der durch die SOWC 104a und die Einwegkupplung 104b ermöglicht wird, verbessert das Fahrverhalten, indem die durch den Antrieb 102 übertragenen Reaktionskräfte reduziert und Reibungsverluste durch Luftwiderstand reduziert werden. Möchte der Fahrer das Fahrzeug 100 mit dem Motor 108 erneut beschleunigen, erfolgt das Wiedereinkuppeln der Drehelemente der SOWC 104a und der Einwegkupplung 104b aufgrund des relativ schnellen Einkuppelns oder Wiedereinkuppelns der für mechanische Kupplungen typischen Einkupplungen, wie z.B. Klemmstücke, Rollen oder dergleichen, nahezu verzögerungsfrei. Im Vergleich dazu kann das Wiedereinkuppeln früherer Trennvorrichtungen, wie beispielsweise einer nassen Ausrückkupplung, einen Aufbau von Hydraulikdruck auf einer Reibscheibe oder dergleichen erfordern, was das Aus- und Wiedereinkuppeln des Motors 108 verzögert.
Beispielhafte Betriebszustände von Hybridfahrzeugen.
Das Hybridfahrzeug 100 kann während der Fahrt eine Reihe von Betriebszuständen aufweisen, die im Allgemeinen die Nutzung des Motors 108 und der MGU 110 regeln können. Zunächst kann das Fahrzeug 100 gestartet und das Getriebe 112 auf „Drive“ geschaltet oder anderweitig manipuliert werden, um anzuzeigen, dass ein Bediener die Bewegung des Fahrzeugs 100 einleiten möchte. Somit kann das Fahrzeug 100 in einen „Startzustand“ übergehen, in dem sich der Motor 108 und/oder die MGU 110 im Standby-Modus oder anderweitig verfügbar befinden, um auf die Anforderung des Fahrzeugführers 100 zu reagieren, dem Fahrzeug 100 Antrieb zu liefern. In diesem „Startzustand“ kann der Motor 108 z.B. mit Leerlaufdrehzahl laufen oder ausgeschaltet sein.
Auf Anforderung des Fahrzeugführers, z.B. durch Drücken eines Gaspedals des Fahrzeugs 100, kann das Fahrzeug 100 fortfahren und in einem von zwei Zuständen fahren. In einem ersten „EV-Antrieb“-Zustand kann allein die MGU 110 dem Fahrzeug 100 Antrieb geben, während der Motor 108 dem Fahrzeugantrieb 102 keine Antriebsleistung bereitstellt. So kann beispielsweise der Motor 108 ausgeschaltet sein, wobei die Trennvorrichtung 104 es ermöglicht, dass der Motor 108 gestoppt bleibt, während das Fahrzeug 100 in Bewegung ist. Alternativ kann der Motor 108 auch laufen/sich im Leerlauf befinden. Wenn der Motor 108 im Zustand „EV-Antrieb“ läuft und dem Fahrzeug 100 keine Antriebsleistung zur Verfügung stellt, kann die mechanische Kupplung 104 es einem von der MGU 110 angetriebenen rotierenden Element ermöglichen, sich mit einer höheren Geschwindigkeit als der des Motors 108 zu drehen. Dementsprechend kann der Motor 108 ausgeschaltet sein oder sich mit einer relativ niedrigen Drehzahl oder in Leerlaufgeschwindigkeit drehen, sodass allein die MGU 110 für den Antrieb des Fahrzeugs 110 sorgt.
In einem zweiten Fahrzustand kann der Motor 108 dem Fahrzeug 100 alternativ oder zusätzlich zu dem von der MGU 110 vorgesehenen Antrieb dienen. Somit kann die MGU 110 (1) vollständig ausgeschaltet sein, sodass der Motor 108 das Fahrzeug 100 antreibt; (2) Unterstützungsleistung bereitstellen, die mit der vom Motor 108 bereitgestellten Leistung kombiniert wird; oder (3) elektrische Leistung aus der Bewegung des Antriebs 102 erzeugen und dadurch eine Fahrzeugbatterie laden (nicht ausdrücklich dargestellt). In einem Beispiel wird der EV-Fahrzustand zunächst verwendet, wenn ein Fahrzeugführer das Betätigen der Fahrzeugbremsen einfach aufhebt, d.h. das Fahrzeug 100 „kriecht“ nach vorne. Auf Anforderung einer höheren Beschleunigung, z.B. durch Betätigen des Gaspedals, kann das Fahrzeug 100 in einen der Fahrzustände mit Motor 108 übergehen.
Es können Übergänge zwischen dem EV-Antriebszustand, in dem der Motor 108 dem Fahrzeug 100 Antriebsleistung bereitstellt, und anderen Betriebszuständen auftreten, in denen der Motor 108 dem Fahrzeug 100 keine Antriebsleistung bereitstellt. So kann beispielsweise der Motor 108 während eines EV-Fahrzustands mit der Bereitstellung von Antriebsleistung für den Fahrzeug-Antrieb 102 beginnen, z.B. wenn der Fahrzeugführer deutlich mehr Leistung benötigt. Ebenso kann das Fahrzeug 100, wenn das Fahrzeug 100 mit dem Motor 108 als primäre oder einzige Antriebsquelle für den Fahrzeugantrieb 102 fährt, in einen EV-Antriebszustand übergehen, z.B. wenn das Fahrzeug 100 fährt oder der Leistungsbedarf ansonsten so niedrig ist, dass die MGU 110 in der Lage ist, den aktuellen Leistungsbedarf des Fahrzeugs ohne Hilfe des Motors 108 zu decken. Somit kann das Fahrzeug 100 zwischen Betriebszuständen, in denen der Motor 108 allein oder in Kombination mit der MGU 110 verwendet wird, und einem Betriebszustand „EV-Antrieb“, in dem der Motor 108 dem Fahrzeug 100 keine Antriebsleistung bereitstellt, wechseln, um die gewünschten Anforderungen an Effizienz, Leistung und Fahrbarkeit des Fahrzeugs 100 zu erfüllen.
Die Trennvorrichtungen 104 ermöglichen vorteilhaft ein schnelles Auskuppeln des Motors 108 aus dem Antrieb 102, falls keine Leistung des Motors 108 benötigt wird. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 100 das Ausrollen in einem Betriebszustand einleiten, in dem der Motor 108 mit dem Antrieb 102 in Eingriff steht. So kann beispielsweise der Fahrzeugführer eine Eingabe in das Gaspedal reduzieren, z.B. durch Loslassen des Gaspedals, nachdem er mit einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit gefahren ist. Ist der reduzierte Leistungsbedarf des Fahrzeugs 100 im Schubbetriebzustand so gering, dass der Leistungsbedarf allein durch die MGU 110 gedeckt werden kann, kann der Motor 108 in einen von mehreren Modi zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs wechseln. In einem ersten „Aus“-Modus kann sich der Motor 108 bei Drehzahl Null befinden, ohne dass dem Motor 108 Kraftstoff zugeführt wird. Der Aus-Modus kann den Kraftstoffverbrauch auf Null reduzieren, erfordert aber auch einen Neustart des Motors 108 als Reaktion auf eine gewisse Nachfrage nach dem Motor 108. In einem zweiten DFCO-Modus (Deceleration Fuel Cutoff) kann der Kraftstoff auch zum Motor 108 abgeschnitten werden, er kann jedoch durch die Bewegung des Antriebs 102 und/oder des Fahrzeugs 100 weiterlaufen. Dieser Modus reduziert dadurch den Kraftstoffverbrauch und die Härte des Antriebs, indem er den Motor 108 am Laufen hält, entnimmt aber etwas Nennleistung aus der Bewegung des Antriebs 102 und/oder des Fahrzeugs 100. In einem dritten Leerlaufmodus wird der Motor 108 betankt und dreht sich mit Leerlaufgeschwindigkeit, was den Kraftstoffverbrauch reduziert, jedoch in geringerem Maße als im ausgeschalteten oder DFCO-Modus. Der Leerlaufmodus ermöglicht es auch, den Motor 108 sanfter wieder einzuschalten als den ausgeschalteten oder DFCO-Modus (und mit weniger Verzögerung), wenn der Motor 108 Leistung benötigt. In noch einem weiteren Modus kann der Motor 108 von einem Motor (z.B. Anlasser 107 oder die MGU 110) betankt und in Rotation gehalten werden. In diesem „angetriebenen“ Modus des Motors 108 ist der Kraftstoffverbrauch Null und das Wiedereinkuppeln des Motors 108 ist auch bei Bedarf an Leistung vom Motor 108 relativ gleichmäßig, jedoch zieht das Antreiben der Motordrehung mit dem Anlasser 107 oder der MGU 110 zusätzliche Leistung, die sonst für den Antrieb des Fahrzeugs 100 verwendet werden könnte.
Versucht der Bediener, das Fahrzeug 100 zu verlangsamen, z.B. durch Anziehen der Fahrzeugbremsen, kann das Fahrzeug 100 mit der MGU 110 eine regenerative Bremse verwenden. Mit anderen Worten, die MGU 110 kann das Fahrzeug 100 verlangsamen, indem sie aus der Drehung des Rotors (nicht dargestellt) der MGU 110 durch die Bewegung des Antriebs 102 durch das Fahrzeug 100 elektrische Energie erzeugt. In diesem Betriebszustand der regenerativen Bremsung kann der Motor 108 im Leerlauf, im DFCO-Modus oder ausgeschaltet bleiben. Wenn der Bediener anschließend die Fahrzeugbremsen löst oder anderweitig die Anforderung an das Fahrzeug 100, eine solche Bremskraft anzulegen, einstellt, kann das Fahrzeug 100 wieder in den Betriebszustand Ausrollen übergehen. Wenn das Fahrzeug 100 dagegen zum Stillstand kommt, kann das Fahrzeug 100 in den vorstehend beschriebenen Startbetriebszustand zurückkehren.
Bei relativ niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist der Motor 108 möglicherweise nicht in der Lage, den Antrieb 102 sofort mit Energie zu versorgen, oder es wäre andernfalls unerwünscht. Wenn beispielsweise die Drehzahl des Fahrzeugs 100 niedrig genug ist, dass sich das Getriebe 112 langsam genug dreht, sodass die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbine 120 nicht mit dem Pumpenelement 118 synchronisiert werden kann, kann es vorteilhaft sein, den Motor 108 über die mechanische Kupplung 104 vom Antrieb 102 zu trennen. Andernfalls kann ein Stillstand oder eine im Wesentlichen rutschfeste Verbindung zwischen dem Pumpenelement 118 und der Turbine 120 zu übermäßigen Geräuschen/übermäßiger Vibration/übermäßiger Strenge (Noise/Vibration/Harshness, NVH) im Antrieb 102 oder im Fahrzeug 100 führen. So kann, wie im Folgenden weiter unten beschrieben, zu einigen Zeiten während des Schubbetriebszustands/der Schubbetriebszustände, wenn das Fahrzeug 100 unterhalb einer „Drehmomentwandler-Überbrückungsbetriebsdrehzahl“ ausläuft, der Motor 108 über die mechanische Kupplung 104 vom Antrieb 102 getrennt werden. Für die Zwecke dieser Offenlegung kann eine Betriebsgeschwindigkeit der Drehmomentwandler-Überbrückung eine relativ niedrige Drehzahl sein, wenn es aus NVH-Perspektive unerwünscht wäre, den Motor 108 mit dem Drehmomentwandler 116 in einem Überbrückungs- oder rutschfesten Zustand zu betreiben. In einigen dieser Fälle kann die MGU 110 zudem in der Lage sein, das Fahrzeug 100 selbst anzutreiben, wenn der Fahrzeugführer zusätzliche Leistung verlangt.
Beispiel für Betriebsverfahren von Hybridfahrzeugen
Nun zu den und , wobei exemplarische Methoden zur Verwendung in Verbindung mit dem Beispielfahrzeug 100 und den vorangegangenen Betriebsarten näher beschrieben werden.
In ist ein exemplarischer Prozess 200a des Schubbetriebs in einem Hybridfahrzeug, z.B. Fahrzeug 100, dargestellt. Der Prozess 200a kann in Block 210 beginnen, wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug 100 in einem Schubbetriebszustand befindet. Der Prozess 200a kann diese anfängliche Bestimmung basierend auf dem Fahrzeug 100 durchführen, das keine Eingaben von einem Fahrer erhält, um zu beschleunigen oder anderweitig keine zusätzliche Fahrzeugleistung zu verlangen, z.B. über ein Gaspedal des Fahrzeugs 100, während es mit einer Anfangsgeschwindigkeit von nicht Null fährt (d.h. das Fahrzeug 100 ist nicht stationär).
Zu Block 220 übergehend kann der Prozess 200a abfragen, ob der Motor 108 vom Antrieb 102 getrennt werden soll. In einer exemplarischen Darstellung können die folgenden Faktoren berücksichtigt werden, um zu bestimmen, ob der Motor abgeschaltet werden soll.
Zunächst kann der Prozess 200a prüfen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen Schwellenwert gefallen ist, bei dem der Motor 108 abgestellt werden sollte. Wenn das Fahrzeug 100 ein relativ „starker“ Hybrid ist, d.h. mit einer MGU 110, die relativ groß und/oder leistungsstark ist oder anderweitig in der Lage ist, das Fahrzeug 100 über einen weiten Geschwindigkeitsbereich zu fahren, kann diese Schwellengeschwindigkeit relativ höher sein, da die MGU 110 das Fahrzeug 100 bei höheren Geschwindigkeiten antreiben kann.
Der Prozess 200a kann auch prüfen, ob die MGU 110 in der Lage ist, unter den aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen eine gewünschte Beschleunigung zu erzeugen. Wie bei der ersten Bedingung kann diese zweite Bedingung in einem relativ „milden“ Hybridszenario anwendbarer sein, d.h. wenn die MGU 110 weniger leistungsfähig ist, da die MGU 110 möglicherweise nicht in der Lage sein könnte, das Fahrzeug 100 über eine bestimmte Schwellengeschwindigkeit zu beschleunigen. Dementsprechend kann diese zweite Bedingung im Wesentlichen darauf hinSchubbetrieben, zu bestimmen, ob die MGU 110 in der Lage ist, bei der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 eine ausreichende Beschleunigung bereitzustellen. Der Prozess 200a kann im Rahmen dieser Bestimmung prüfen, ob das Fahrzeug 100 in der Lage ist, ohne Unterstützung des Motors 108 eine ausreichende Beschleunigung bereitzustellen, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs 100 plötzlich den Leistungsbedarf an das Fahrzeug 100 ändert (z.B. durch geforderte Beschleunigung). Um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 100 in der Lage ist, ein gewünschtes Beschleunigungs-Niveau ohne den Motor 108 bereitzustellen, z.B. nur mit der MGU 110, kann der Prozess 200a alle Parameter oder Eingaben des Fahrzeugs 100 berücksichtigen, die bequem sind. So kann beispielsweise der Prozess 200a eine Fahrzeug-Straßenlastleistung berücksichtigen (d.h. die Leistung, die benötigt wird, um den Straßenwiderstand bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit zu überwinden).
Ein dritter Fahrzeugzustand ist ein Ladezustand (State of Charge, SOC) der Fahrzeugbatterie. Wenn eine Fahrzeugbatterie 100, die die MGU 110 mit elektrischer Energie versorgt, vollständig geladen ist, ist es wahrscheinlich nicht notwendig, mehr Energie durch Regeneration zu erzeugen, da die Batterie bereits vollständig geladen ist.
Eine vierte Bedingung, die bei Block 220 erfüllt sein muss, kann sein, um zu bestimmen, ob eine Hilfsvorrichtung zur Druckerzeugung in einem Getriebe oder anderen erforderlichen Fahrzeugsubsystemen aktiviert oder anderweitig verfügbar ist. Diese Bedingung zielt im Allgemeinen darauf ab, festzustellen, ob Systeme, die anderweitig vom Motor 108 unterstützt werden, negativ beeinflusst würden, wenn der Motor 108 ausgeschaltet würde. Bei der Hilfsgetriebepumpe kann diese Bedingung erfüllt sein, wenn die Hilfspumpe eingeschaltet ist, sodass bei abgestelltem Motor noch Druck im Getriebe vorhanden ist.
Wie bereits erwähnt müssen in einem Beispiel die oben genannten vier Bedingungen jeweils erfüllt sein, um von Block 220 zu den unten aufgeführten Blöcken 230a/230b überzugehen. In anderen exemplarischen Abbildungen können jedoch zusätzliche Bedingungen zu den oben genannten hinzugefügt werden, oder es kann eine Teilmenge einer oder mehrerer der oben genannten Bedingungen verwendet werden. Im Allgemeinen können alle Bedingungen verwendet werden, die dazu beitragen können, zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug 100 in einem Fahrzustand befindet, in dem der Kraftstoffverbrauch wahrscheinlich durch Trennen des Motors 108 vom Antrieb 102 reduziert wird, z.B. durch Verwendung der Trennvorrichtung 104.
In einigen exemplarischen Verfahren kann eine Motor-Generator-fähige Kalibriergeschwindigkeit verwendet werden, um einen Betriebszustand des Fahrzeugs 100 zu bestimmen. Wie hierin verwendet, kann eine Motor-Generator-fähige Kalibrierdrehzahl im Allgemeinen eine Geschwindigkeit sein, bei der die MGU 110 dem Fahrzeug ohne Hilfe des Motors 101 eine gewünschte Beschleunigung verleihen kann. Eine Überlegung für die Motor-Generator-fähige Kalibrierdrehzahl kann sein, ob sich aus dem Trennen oder der Wiederverbindung des Motors 102 irgendwelche oder erhebliche negative Auswirkungen auf die Fahrbarkeit ergeben können, sollte es eine Forderung des Bedieners/Fahrers nach Leistung über die Möglichkeiten der MGU 110 hinaus allein geben. Unter bestimmten Umständen, in denen sich das Fahrzeug bei oder unter einer Motor-Generator-fähigen Kalibriergeschwindigkeit befindet (z.B. wenn das Fahrzeug ausläuft oder angehalten wird und/oder aus einem Stillstand gestartet werden soll), kann der Motor von einer externen Stromquelle, z.B. der MGU 110 oder dem Anlasser 107, gedreht werden, um negative Auswirkungen auf die Fahrbarkeit bei der Wiederverbindung des Motors 102 zu vermeiden. Faktoren, die die Kalibrierungsgeschwindigkeit des Motor-Generators beeinflussen, können unter anderem ein Fahrzeuggewicht, eine Motor-Generator-Leistung und eine Motor-Einrastfähigkeit mit dem Getriebe über den Drehmomentwandler beinhalten, wenn sich der Drehmomentwandler in einem rutschfesten Zustand befindet.
Nach Erfüllung der anfänglichen Abfrage bei Block 220, z.B. basierend auf den oben genannten Bedingungen, kann der Prozess 200a entweder zu Block 230a oder Block 230b übergehen, je nach einer bestimmten beabsichtigten Anwendung oder Kalibrierung des Fahrzeugs 100. Block 230a betont die Kraftstoffeffizienz und ist im Hinblick auf das Abstellen des Motors 108 im Vergleich zu Block 230b störender, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Block 230b hingegen betont die Fahrbarkeit und Geschmeidigkeit der Übergänge zwischen den Betriebszuständen des Fahrzeugs. Beide können für ein bestimmtes Fahrzeug ausgewählt werden, je nachdem, ob es darum geht, den Kraftstoffverbrauch oder die Fahrbarkeit zu betonen.
Bei Block 230a kann der Motor 108 durch Öffnen der Trennvorrichtung 104 vom Antrieb 102 getrennt werden. Zusätzlich kann das Drehmoment des Motors 108 reduziert und schließlich vollständig gestoppt werden. Die regenerative Bremsung durch die MGU 110 kann auch bei Bedarf (d.h. auf Anforderung des Fahrzeugführers, der die Fahrzeugbremse betätigt) oder zur Nachbildung der Motorbremsung eingesetzt werden. Wenn der Motor 108 abgestellt ist, kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 geöffnet werden, wenn das Fahrzeug 100 eine relativ niedrige Geschwindigkeit erreicht, während das Fahrzeug 100 weiterhin langsam wird und schließlich vollständig zum Stillstand kommt.
Im alternativen Block 230b kann der Motor 108 wie im Block 230a vom Antrieb 102 getrennt werden. Im Gegensatz zu Block 230a kann der Prozess 200a bei Block 230b jedoch den Motor 108 im Leerlauf halten (anstatt den Motor 108 vollständig abzustellen, wie bei Block 230a). Das Fahrzeug 100 kann bei Bedarf regenerativ gebremst werden, und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 kann geöffnet werden, wenn das Fahrzeug eine relativ niedrige Geschwindigkeit erreicht, bevor es vollständig zum Stillstand kommt. Block 230b kann somit vergleichsweise mehr Kraftstoff verbrauchen, indem er den Motor 108 weiter im Leerlauf laufen lässt, während das Fahrzeug 100 langsamer wird, aber eine verbesserte Fahrbarkeit und Laufruhe des Antriebs 102 bietet, indem er den Motor 108 nicht in einen „Aus“-Zustand versetzt (und dann den Motor 108 als Reaktion auf die nachfolgende Leistungsanforderung des Fahrzeugführers wieder startet).
Ab Block 230b kann der Prozess 200a mit Block 240 fortfahren. Bei Block 240 fragt der Prozess 200a, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit eine dem Motor 108 und dem Drehmomentwandler 116 zugeordnete Betriebsdrehzahl der Drehmomentwandler-Überbrückung überschreitet. Wie hierin verwendet und wie oben vorgestellt, ist die Betriebsgeschwindigkeit der Überbrückung eine Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100, bei der ein Überbrückungszustand des Drehmomentwandlers 116 (d.h. Null oder minimaler Schlupf zwischen dem Pumpenelement 118 und der Turbine 120) toleriert werden kann, ohne dass das Fahrzeug 100 spürbare Geräusche/spürbare Schwingungen/spürbare Härte (Noise/Vibration/Harshness, NVH) verursacht. Im Gegensatz dazu, wenn sich das Fahrzeug 100 mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Betriebsdrehzahl der Überbrückung bewegt, kann das Überbrücken des Drehmomentwandlers 116 dazu führen, dass der Motor zittert oder anderweitig Vibrationen durch den Antrieb 102 gelangen. Die Betriebsdrehzahl des Fahrzeugs kann höher sein als eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf der Kurbelgeschwindigkeit des Motors 108 basiert (die Kurbelgeschwindigkeit ist definiert als eine Motor-/FahrzeugGeschwindigkeit, bei der der Motor 108 während des Betriebs des Motors 108 vollständig in das Getriebe 112 eingreifen kann, d.h. bei verriegeltem Drehmomentwandler 126 oder anderweitig keine Verzögerung zwischen dem Pumpenelement 118 und der Turbine 120 erlaubend. (Unterhalb der Startdrehzahl des Motors kann der Motor 108 dagegen zum Stillstand kommen, wenn der Drehmomentwandler 116 nicht geöffnet wird oder nicht rutschen kann.) Solange die Fahrzeuggeschwindigkeit über der Sperrbetriebsgeschwindigkeit bleibt (d.h., das Ergebnis der Abfrage 240 ist „nein“), kann der Prozess 200a bei Block 240 bleiben. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 schließlich unter die Überbrückungs-Betriebsgeschwindigkeit fällt, kann der Prozess 200a entweder zu Block 250a oder 250b übergehen.
Bei den Blöcken 250a und 250b kann der Prozess 200a zwischen verschiedenen Strategien zum Abschalten des Motors 108 wählen. In den beiden Blöcken 250a und 250b kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 geöffnet werden, um einen Schlupf zwischen dem Pumpenelement 118 und der Turbine 120 zu ermöglichen.
Von diesem Zeitpunkt an können die Blöcke 250a und 250b unterschiedliche Strategien beinhalten, wobei die erste die Kraftstoffeffizienz und die zweite die Fahrbarkeit des Fahrzeugs betont. Genauer gesagt kann der Prozess 200a bei Block 250a einen Motor des Fahrzeugs 100 zum Drehen des Motors 108 verwenden, z.B. Anlasser 107, oder eine zweite MGU (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100, die zum Antreiben des Pumpenelements 118 konfiguriert ist. In einem Beispiel kann die Kurbelwelle mit einer Motornenndrehzahl weitergedreht werden, die zwischen einer Motorstartdrehzahl und der Leerlaufdrehzahl liegen kann, z.B. 200-300 Umdrehungen pro Minute (U/min). Der Kraftstofffluss zum Motor 108 kann unterbrochen werden, sodass der Motor 108 keinen Kraftstoff verbraucht, wodurch insgesamt eine gewisse Steigerung der Kraftstoffeffizienz für das Fahrzeug 100 ermöglicht wird. Durch die Verwendung des Anlassers zum Drehen des Motors 108 kann die MGU 110 die Regenerationskraft aus dem Fahrzeug 100 weiter entwickeln. Die Verwendung des Anlassers zum Drehen des Motors 108 begrenzt jedoch die Drehzahl des Motors 108, da ein Anlasser typischerweise nicht in der Lage ist, den Motor 108 über die Motorstartdrehzahl zu drehen. In einigen Fahrzeugen kann die relativ niedrige Drehzahl des Motors 108 über den Anlasser eine Vibration oder andere Härte im Antrieb 102 verursachen. Dementsprechend bietet der Block 250a eine verbesserte regenerative Bremswirkung, mit einem leichten Nachteil für die Fahrbarkeit des Fahrzeugs 100.
Bei Block 250b wird die MGU 110 zum Drehen des Motors 108 verwendet, wobei der Kraftstoff zum Motor 108 abgeschnitten wird. In Beispielen, in denen die MGU 110 zum Antreiben des Pumpenelements 118 konfiguriert ist, z.B. wie vorstehend in dargestellt, kann die MGU 110 vorteilhaft den Motor 108 bei jeder Drehzahl drehen können, die erforderlich ist, um den Motor 108 mit dem Antrieb 102 synchron zu halten. Dadurch kann eine verbesserte Fahrbarkeit und Laufruhe im Antrieb 102 erreicht werden. Dies kann jedoch den Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs beeinträchtigen, da die MGU 110 während des Antriebs des Motors 108 keine Regenerationskraft entwickeln kann.
Jeder der Blöcke 250a und 250b ermöglicht einen gewissen Gewinn an Kraftstoffeffizienz durch Abschneiden des Kraftstoffs zum Motor 108, aber jeder von ihnen ermöglicht eine verbesserte Fahrbarkeit, indem er den Motor 108 am Drehen hält, z.B. bei einer Motorstartdrehzahl (oder ungefähr so). Durch das Drehen des Motors 108 mit der Motorstartdrehzahl oder leicht über der Motorstartdrehzahl, sollte das Fahrzeug 100 eine Anforderung zum Beschleunigen erhalten, bevor es zum vollständigen Stillstand kommt, dreht sich der Motor 108 bereits und ist in der Lage, als Reaktion auf die Anforderung relativ schnell Leistung zu liefern. Dementsprechend ist der Motor 108 im Allgemeinen in der Lage, sehr schnell auf die Nachfrage nach erhöhter Leistung zu reagieren, wenn das Fahrzeug 100 auf eine relativ niedrige Geschwindigkeit verlangsamt und dann plötzlich beschleunigt wird (z.B. in einem Szenario, in dem der Fahrer seine Meinung ändert, in dem sich das Fahrzeug 100 einer roten Ampel nähert, die grün wird, bevor das Fahrzeug 100 zum Stillstand kommt, wodurch der Fahrer eine Beschleunigung verlangt, bevor das Fahrzeug 100 stoppt). Das Drehen des Motors 108 fördert auch ein relativ sanftes Wiedereinkuppeln des Motors 108 mit dem Antrieb 102.
Es ist zu beachten, dass in Situationen, in denen das Fahrzeug 100 in einem niedrigsten Gang des Getriebes 112 ausläuft, das Fahrzeug 100 eine Mindestgeschwindigkeit verwenden kann, die mit dem blockierten Betrieb der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 verbunden ist, um zu bestimmen, ob der Motor 108 abgekuppelt werden soll. Mit anderen Worten, wenn sich das Fahrzeug 100 in einem niedrigsten Gang des Getriebes 112 und im Ausrollen befindet, muss die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 typischerweise entriegelt werden, wenn die Drehzahl des Fahrzeugs 100 so niedrig fällt, dass die entsprechende Drehzahl des Motors 108 bei oder unter einer minimalen Startdrehzahl des Motors 108 liegt, da kein niedrigerer Gang des Getriebes 112 verfügbar ist. Im Gegensatz dazu kann in Situationen, in denen das Fahrzeug 100 in einem höheren Gang des Getriebes und/oder bei einer höheren Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 ausläuft, der Motor 108 auch abgeschaltet werden, je nachdem, ob die MGU 110 in der Lage ist, eine Meinungsänderung des Fahrers zu bewältigen (z.B. verlangsamt sich das Fahrzeug 100, aber dann, bevor der Fahrer zu einer vollständigen Stoppbeschleunigung kommt, wird eine Beschleunigung vom Fahrer verlangt), im entsprechenden Gang des Getriebes 112 unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigungsanforderungen. Darüber hinaus kann die Wiedereingliederung des Motors 108 in die Bereitstellung von Antriebsleistung für das Fahrzeug 100 aus einem abgekuppelten Zustand unter Beibehaltung einer guten Fahrbarkeit durch das relativ schnelle Einrasten der Abtrennvorrichtung 104 und/oder das externe Drehen des Motors 108, z.B. durch die MGU 110 oder den Anlasser 107, erfolgen.
Um nun auf zurückzukommen, wird ein Prozess 200b zum Beschleunigen oder Starten eines Hybridfahrzeugs 100 dargestellt. Zunächst kann der Prozess 200b bei Block 260 abfragen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als Null ist, d.h. ob sich das Fahrzeug 100 bewegt. Wenn sich das Fahrzeug 100 noch nicht bewegt, d.h. das Ergebnis von Block 260 nein ist, kann der Prozess 200b mit Block 270 fortfahren. Bei Block 270 kann der Prozess 200b abfragen, ob die MGU 110 des Fahrzeugs 100 mit dem Pumpenelement 118 oder der Turbine 120 des Drehmomentwandlers 116 verbunden ist.
Wenn das Ergebnis von Block 270 „ja“ ist, z.B. das Fahrzeug 100a die in dargestellte Konfiguration hat, fährt der Prozess 200b mit Block 290 fort. Das Fahrzeug 100a kann die MGU 110 zum Starten des Motors 108 verwenden.
Wenn das Ergebnis von Block 270 „nein“ ist, hat das Fahrzeug 100b alternativ die in dargestellte Konfiguration, und der Prozess 200b kann mit Block 300 fortfahren. Bei Block 300 kann der Prozess 200b einen Anlasser 107 des Fahrzeugs 100 verwenden, um den Motor 108 zu starten.
Von den Blöcken 290 und 300 kann der Prozess 200b zu Block 310 übergehen. Bei Block 310 kann der Prozess 200b den Motor 108 und die MGU 110 verwenden, um das Fahrzeug 100 bei einer Anforderung an die Beschleunigung mit Strom zu versorgen, d.h. sobald das Fahrzeug 100 beginnt, vom Halt loszufahren. Der Prozess 200b kann dann zu Block 260 zurückkehren.
Bei der Bestimmung bei Block 260, dass sich das Fahrzeug 100 bewegt, z.B. das Fahrzeug 100 von einem Anschlag wegzieht, kann der Prozess 200b zu Block 280 übergehen, wo die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 geöffnet werden kann oder anderweitig einen Schlupf zwischen dem Pumpenelement 118 und der Turbine 120 zulassen kann. Dieses Öffnen oder dieser Schlupf kann eine Multiplikation des auf das Pumpenelement 118 aufgebrachten Drehmoments ermöglichen, z.B. durch den Motor 108 und/oder die MGU 110, um die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 zu erleichtern. Der Motor 108 kann auch durch die durch das Ergebnis bei Block 270 bezeichnete Fahrzeugvorrichtung gestartet werden. Insbesondere bei einer pumpenseitigen Verbindung der MGU 110 mit dem Antrieb (d.h. wenn MGU 110 mit dem Pumpenelement 118 verbunden ist, wie z.B. in dargestellt), kann die MGU 110 zum Starten des Motors 108 verwendet werden. Wenn die MGU 110 alternativ auf der Turbinenseite 120 des Drehmomentwandlers 116 angeschlossen ist (z.B. wie in dargestellt), kann der Anlasser 107 des Fahrzeugs 100 zum Drehen des Motors 108 verwendet werden.
Der Prozess 200b kann, fortschreitend zu Block 330, in Beispielen, in denen ein zweiter Motor zum Drehen des Motors zur Verfügung steht, z.B. der Anlasser 107 oder eine zweite MGU (nicht dargestellt), die Drehzahl des Motors 108 mit der zweiten Motorvorrichtung steuern. In einigen Beispielen kann die Drehzahl des Motors 108 an die des Antriebs 102 oder die vom Motor 108 an den Antrieb 102 abgegebene Drehzahl angepasst werden. Dementsprechend bleibt die Drehzahl des Motors 108, auch wenn der Motor 108 vom Antrieb 102 getrennt und der Kraftstoff vom Motor 108 abgeschnitten wird, um einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen (d.h. durch das Fahren des Fahrzeugs 100 mit der MGU 110), im Allgemeinen an den Antrieb 102 angepasst oder liegt zumindest etwas über der Anlassgeschwindigkeit des Motors. Auf diese Weise dreht sich der Motor 108 bei Bedarf an Energie für den Antrieb 102 bereits über die Motorstartdrehzahl - oder sogar synchronisiert mit dem Antrieb - und kann das Fahrzeug 100 schnell und mit einem Minimum an Geräuschen/Vibration/Härte (NVH), das aus dem Übergang resultiert, versorgen. Es ist zu beachten, dass die Schritte in Block 330 am besten bei relativ niedrigen Drehzahlen eingesetzt werden, wenn der Sekundärmotor oder die sekundäre MGU, der/die im Vergleich zur MGU 110 eine geringere Gesamtleistung aufweisen kann, in der Lage ist, die Motordrehzahl auf oder nahe der des Antriebs 102 oder eines Getriebeeingangs zu halten. Darüber hinaus ist Block 330 bei positivem Leistungsbedarf (z.B. Fahrzeugbeschleunigung oder bei konstanter Geschwindigkeit) möglicherweise keine generell vorteilhafte Betriebsart. Vielmehr kann es bei positiver Leistungsnachfrage am besten sein, wenn der Motor 108 dreht, dem Motor 108 Kraftstoff zuzuführen und den Motor 108 zur Leistungsbereitstellung zu verwenden.
Bei Block 340 kann der Prozess 200b den Motor 108 und die MGU 110 verwenden, um dem Fahrzeug 100 bei Bedarf Drehmoment zur Verfügung zu stellen. In einem Beispiel, wenn die Beschleunigung vom Fahrzeugführer gefordert wird, kann der Motor 108 dem Antrieb 102 Antriebskraft zur Verfügung stellen, und zwar in dem Maße, wie die MGU 110 dazu allein nicht in der Lage ist. Dementsprechend kann die MGU 110 bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten eingesetzt werden, oder wenn der Fahrer eine geringe Beschleunigung verlangt. Da der Motor 108 mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die im Allgemeinen dem Antrieb 102 entspricht (d.h., wie vorstehend in Block 330 beschrieben), kann der Motor 108 wieder aktiviert werden, um bei einem relativ sanften Übergang die erforderliche Leistung bereitzustellen.
Wie vorstehend erwähnt, können verschiedene Fahrzeugeingaben in den Prozessen 200a und/oder 200b oder in Verbindung mit den verschiedenen Betriebszuständen eines Fahrzeugs analysiert werden, um Steuergrößen zu bestimmen, die vom Fahrzeug 100 geändert oder angepasst werden. Während die obigen Beispiele die Fahrzeuggeschwindigkeit und eine gewünschte Fahrzeugbeschleunigung beinhalten, können alle anderen Inputs verwendet werden, die zum Bestimmen eines gewünschten Betriebszustandes des Fahrzeugs 100 geeignet sind, z.B. wenn es zweckmäßig sein kann, den Motor 108 vom Antrieb 102 durch Verwendung der Trennvorrichtung 104 zu trennen. Lediglich exemplarisch können andere zu analysierende Eingänge die Betriebstemperatur(en) des Getriebes 112 oder der MGU 110, einen Gangzustand des Getriebes 112 beinhalten, sei es z.B. „Parken“, „Rückwärtsgang“, „Leerlauf“, „Fahren“ oder es ist ein „niedriger“ Gang gewählt, oder ein numerischer Gang, in dem sich das Getriebe 112 gerade befindet, ob gerade ein Bremspedal des Fahrzeugs 100 betätigt wird (und/oder in welchem Ausmaß), ob gerade eine Beschleunigung (z.B. ein Pedal) des Fahrzeugs 100 betätigt wird (und/oder in welchem Ausmaß), der Status des Fahrzeugzubehörs bezieht Leistung, z.B. eine Klimaanlage des Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 kann somit Steuervariablen ändern, einschließlich der Trennvorrichtung 104, des Anlassers 107, der MGU 110, der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126, des Motors 102, der Hilfsleistungsmodule des Fahrzeugs oder der Bremsen des Fahrzeugs, um eine gewünschte Betriebsart oder einen gewünschten Zustand zu erreichen.
Um nun auf zurückzukommen, ist ein Beispiel für die Bedienung eines Fahrzeugs 100 dargestellt. Die in dargestellte Grafik zeigt eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs 100 über die Zeit. Die Grafik veranschaulicht die Fahrzeug-100-Geschwindigkeit von einem anfänglichen Start des Fahrzeugs 100 über eine anfängliche Beschleunigungsphase und dann über eine Schubbetriebphase, wobei das Fahrzeug schließlich zum Stillstand kommt (d.h. wo die Fahrzeuggeschwindigkeit auf Null zurückkehrt). Die Grafik veranschaulicht auch die von der MGU 110 aufgenommene Leistung und die Leistung des Motors 108 sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit. Im Allgemeinen, wenn die Motorleistung unter Null liegt, zeigt die Grafik an, dass der Motor 108 von einem Motor (z.B. der MGU 110, dem Anlasser 107 oder dergleichen) gedreht wird, ohne betankt zu werden, wie vorstehend im beispielhaften „angetrieben“-Zustand beschrieben.
Zunächst kann das Fahrzeug 100 aus einem Halt in einem EV-Fahrmodus gestartet werden, der durch die Phase „1“ im Diagramm von angezeigt wird. Zunächst wird die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 geöffnet oder hat anderweitig die Möglichkeit zu gleiten, wobei die Fahrzeugleistung ausschließlich von der MGU 110 bereitgestellt wird, bis im dargestellten Beispiel etwa 2 Sekunden verstrichen sind. Der Motor 108 kann durch den Anlasser 107 oder die MGU 110 gedreht werden, wobei er nicht mit Brennstoff versehen wird, um den Motor 108 bei einer Drehzahl zu halten, die mindestens so groß ist wie eine minimale Motorstartdrehzahl. In einigen Fällen kann der Motor 108 mit einer Drehzahl über der minimalen Motorstartdrehzahl gedreht werden, z.B. bei einer Leerlaufdrehzahl des Motors, und in einigen begrenzten Beispielen sogar mit einer Drehzahl des Antriebs 102 synchronisiert werden. Dabei kann der Motor 108 sanft wieder eingeschaltet und/oder mit dem Antrieb 102 ineinander greifen, wenn die Beschleunigungsanforderungen über die Möglichkeiten der MGU 110 hinausgehen.
Wie am Beispiel von veranschaulicht, ist die erforderliche Beschleunigung des Fahrzeugs 100 nach einigen Sekunden größer, als sie allein von der MGU 110 geliefert werden kann, und der Motor 108 wird mit Kraftstoff versorgt und wieder mit dem Antrieb 102 verbunden. Da der Motor 108 durch den Anlasser 107 oder die MGU 110 bis zu diesem Punkt eingeschaltet wurde, schaltet sich der Motor 108 schnell und sanft ein und greift wieder in den Antrieb 102. Dementsprechend fährt das Fahrzeug 100 in der in dargestellten Phase „2A“ mit dem Motor 108, wobei die MGU 110 Hilfskraft liefert. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 kann eventuell blockiert werden, da der Motor 108 schließlich die primäre Antriebsverantwortung von der MGU 110 übernimmt. Der durch die Phasen 1 und 2A dargestellte erste Start kann durch die vorstehend in Prozess 200b beschriebene Startstrategie geregelt werden.
Das Fahrzeug 100 kann alle Bedingungen oder Fahrzeugparameter verwenden, die geeignet sind, um zu bestimmen, ob und wie der Motor 108 aktiviert oder aus einem ausgeschalteten oder nicht angeschlossenen Zustand integriert werden soll, um Antriebsleistung für das Fahrzeug 100 bereitzustellen. So kann beispielsweise das Fahrzeug 100 einen Batterieladezustand, eine Motor-/Getriebetemperatur, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Gangzustand des Getriebes 112, einen Übertragungsdruck und eine Zusatzlast des Fahrzeugs verwenden (z.B. bestimmt durch eine elektrische Stromaufnahme von Zubehörteilen aus einem Fahrzeuggenerator und/oder einer Fahrzeugbatterie). Das Fahrzeug 100 kann daher die MGU 110 zunächst, d.h. in einem reinen Elektrofahrzeugbetrieb, auf vielfältige Weise für den Antrieb nutzen. In einem Beispiel verwendet das Fahrzeug 100 die MGU 110 zum Antreiben des Fahrzeugs, wobei die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit rutschen kann (z.B. mit abnehmendem Schlupf und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 schließlich in einem exemplarischen Antrieb 102a verriegelt, wie , wobei die MGU 110 das Getriebe 112 über den Drehmomentwandler 116 antreibt) oder geöffnet bleibt (z.B. im Beispiel Antrieb 102b von , wobei die MGU 110 das Getriebe 112 direkt antreibt). In einem weiteren Beispiel setzt das Fahrzeug 100 die MGU 110 für die Antriebsleistung bei ausgekuppeltem Motor 108 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 in einem kontrollierten Schlupf ein oder wird verriegelt. In einem weiteren Beispiel verwendet das Fahrzeug die MGU 110 mit einem Motor-„SpinControl“-Modus, bei dem der Motor 108 abgekuppelt und z.B. über den Anlasser 107 gedreht wird, um bei Bedarf eine schnellere Reaktion des Motors 108 zu ermöglichen. In noch einem weiteren Beispiel kann das Fahrzeug 100 den Anlasser 107 verwenden, um den Motor 108 zu starten, wobei die Drehzahl des Motors 108 dann entsprechend der Drehzahl des Antriebs 102 erhöht wird, d.h. so, dass der Motor 108 wieder integriert werden kann, um dem Fahrzeug 100 Hilfskraft zu verleihen. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 kann einen gewissen Schlupf ermöglichen, um eine reibungslose Leistungsabgabe vom Motor 108 an den Antrieb 102 zu gewährleisten.
Da das Fahrzeug nach ca. 10 Sekunden weiter beschleunigt, wird die MGU 110 nicht mehr für eine sinnvolle Hilfsantriebsleistung benötigt, und die MGU 110 kann abgeschaltet werden oder sogar in einen Erzeugungsmodus übergehen, um eine zusätzliche Ladung für den Motor zu erzeugen (Phase „2B“). Dieser Modus erhöht die Betriebslast und den Wirkungsgrad des Motors 108 beim Laden der Fahrzeugbatterie. Das Fahrzeug 100 kann einen Ladezustand der Batterie verwenden, um die Entscheidung zu treffen, die MGU 110 von der Bereitstellung der Antriebsleistung für das Fahrzeug zu verschieben. Wenn beispielsweise die mit der MGU 110 verbundene Batterie vollständig geladen ist, ist es möglicherweise nicht erforderlich, die MGU 110 zur Stromerzeugung zu verwenden, da die Batterie bereits vollständig geladen ist. Ist die Batterie dagegen nicht vollständig oder unter einem Schwellenladezustand geladen, kann das Fahrzeug 100 dies als Faktor für die Entscheidung verwenden, ob die MGU 110 von der Bereitstellung von Antriebsenergie auf die Regeneration von elektrischer Energie umgeschaltet werden soll. Da sich die MGU 110 nun in dem in dargestellten Beispiel regeneriert, teilt der Motor 108 seine Leistung im Allgemeinen auf den Antrieb der MGU 110 und den Antrieb des Fahrzeugs 100 in einem gewünschten Verhältnis auf. Dementsprechend sinkt in dem in dargestellten Beispiel die entnommene Batterieleistung unter Null, was auf eine Nettoladung der Fahrzeugbatterie hinweist. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 kann während dieser Phase im Allgemeinen blockiert bleiben, während der Motor 108 das Fahrzeug 100 weiterhin mit Strom versorgt.
Anschließend stoppt das Fahrzeug 100 in Phase „3A“ der Grafik von das Beschleunigen und beginnt mit dem Ausrollen, sodass eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 auftritt. Das Fahrzeug 100 kann auch einer Bremsanforderung des Fahrzeugführers unterliegen, die ausschließlich von der MGU 110 durch regenerative Bremsung oder von der MGU 110 im Zusammenspiel mit anderen (mechanischen) Fahrzeugbremsen bereitgestellt werden kann. Die MGU 110 erzeugt weiterhin Strom, während der Motor 108 in den DFCO-Modus (Deceleration Fuel Cutoff) versetzt wird. Der DFCO-Modus wird im Allgemeinen im Diagramm von dargestellt, indem die Leistung des Motors 108 unter Null fällt, was eine negative Nettoleistung als Ergebnis der Leistung anzeigt, die zum Drehen des Motors 108 benötigt wird. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 kann verriegelt bleiben, wobei die Ausrückkupplung 104 so aktiviert ist, dass der Motor 108 aufgrund seiner internen Pumpen und Reibung einen gewissen Widerstand gegen den Antrieb (negative Motorleistung) ausübt.
Das Fahrzeug kann dann mit der MGU 110 gegen Ende der Phase „3A“ weiter regenerieren, wobei der Motor 108 abgekuppelt wird, z.B. über die Abtrennkupplung 104 (Motorleistung Null), während die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 blockiert bleibt und das Fahrzeug 100 weiterhin Strom über die MGU 110 regeneriert. Wie im Beispiel in dargestellt, wird der Motor 108 gestoppt, wie es durch den Motor bei Nullleistung angezeigt wird. Der Motor 108 kann teilweise gestoppt werden, weil das Fahrzeug im Allgemeinen langsamer wird, und somit gibt es wenig Nutzen für das Drehen des Motors 108 bei anhaltender Abwesenheit von Nachfrage.
Alternativ kann der Motor 108 durch eine externe Stromquelle in jeder beliebigen Weise gedreht werden, die bequem ist, z.B. wenn zu erwarten ist, dass vom Motor 108 ein Leistungsbedarf besteht und daher wieder mit dem Antrieb 102 ineinandergreifen muss. So kann beispielsweise in dieser Phase der Motor 108 bei niedriger Drehzahl durch den Anlasser 107 gedreht werden, wenn er dazu in der Lage ist, oder wenn der Antrieb in der in dargestellten Konfiguration 102a ist, kann die MGU 110 die Regeneration einstellen und stattdessen zum Drehen des Motors 108 verwendet werden. In Beispielen, in denen es gewünscht wird, den Motor 108 zu drehen, kann der Motor 108 mit einer Drehzahl gedreht werden, die größer als eine minimale Motorstartdrehzahl ist, aber kleiner als die Leerlaufdrehzahl, z.B. etwa 200-300 U/min.
Das Fahrzeug 100 kann verschiedene Betriebsbedingungen verwenden, um zu bestimmen, ob eine Trennung des Motors 108 eingeleitet werden soll. Lediglich als Beispiele kann das Fahrzeug 100 einen Batterieladezustand, eine Motor- oder Getriebetemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Gangzustand des Getriebes 112 und eine Zusatzlast des Fahrzeugs 100 (d.h. alle elektrischen Anforderungen des Fahrzeugs) verwenden. So, während sich das Fahrzeug 100 in Phase 3A befindet, wie in , kann das Fahrzeug 100 entweder (1) Energie unter Verwendung der MGU 110 regenerieren, wobei sich der Motor 108 in einem DFCO-Zustand befindet und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 verriegelt ist; (2) den Motor 108 trennen, um die Leistungsregeneration durch die MGU 110 zu maximieren; (3) eine Motor-„Spintrol“-Funktion ausführen, bei der der Motor 108 mit dem Drehmomentwandler 116 verbunden bleibt, aber die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 geöffnet ist, um die Fahrbarkeit bei niedrigeren Geschwindigkeiten zu verbessern, oder (4) den Motor 108 bei Leerlaufdrehzahl betreiben, wenn der Motor 108 ausgeschaltet ist, z. B. über die Kupplung 104.
In dem in dargestellten Beispiel wird der Motor 108 wie in Phase 3B angegeben abgestellt, wobei das Fahrzeug 100 weiterhin mithilfe der MGU 110 Strom regeneriert. Der Motor 108 wird abgeschaltet, um die Regeneration der Leistung zu maximieren. Schließlich geht das Fahrzeug 100 aufgrund des relativ geringen Bedarfs an Fahrzeugbeschleunigung wieder in einen positiven EV-Fahrzustand (nach ca. 25 Sekunden Laufzeit) über. Mit anderen Worten, das Fahrzeug fährt mit einer annähernd konstanten Geschwindigkeit weiter, die die MGU 110 ohne Hilfe des Motors 108 liefern kann, d.h. von etwa 22 Sekunden Laufzeit bis etwa 38 Sekunden Laufzeit. Folglich bleibt der Motor 108 während dieses Zeitraums ausgeschaltet. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 126 kann verriegelt bleiben, wobei der Motor 108 über die Einwegkupplung 104a oder 104b abgekuppelt wird.
Das Fahrzeug 100 wird nach ca. 38 Sekunden Laufzeit in einen regenerativen Zustand versetzt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Motor 108 abgekuppelt und abgestellt werden (oder alternativ entweder vom Anlasser 107 oder der MGU 110 gedreht werden), z.B. im Einklang mit der oben beschriebenen Schubbetriebsstrategie für den Prozess 200a. Das Fahrzeug 100 kann dann, wie angegeben, nach ca. 44 Sekunden zum Stillstand kommen.
Das Fahrzeug 100 und die exemplarischen Prozesse 200a und 200b können es ermöglichen, dass ein Motor 108 zu Zeiten abgeschaltet wird, in denen es vorteilhaft sein kann, die Fahrzeugeffizienz zu maximieren. Gleichzeitig können die oben diskutierten Schubbetriebs- und Startstrategien eine verbesserte Fahrbarkeit ermöglichen, indem sie eine Drehzahl des Motors 108 mit dem Antrieb 102 synchronisieren.
Es versteht sich, dass das Vorstehende eine Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die besondere(n) hierin offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche definiert. Darüber hinaus beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sind nicht als Einschränkungen des Umfangs der Erfindung oder der Definition der in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe zu verstehen, außer dort, wo ein Begriff oder Ausdruck ausdrücklich vorstehend definiert wurde. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der/den ausgewiesenen Ausführungsform(en) sind für Fachleute offensichtlich. Alle diese anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollten im Geltungsbereich der angehängten Patentansprüche verstanden werden.
Wie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, sind die Begriffe „zum Beispiel“, „beispielsweise“, „wie“ und „gleich“ und die Verben „umfassen“, „aufweisen“, „enthalten“ und ihre anderen Verbformen bei ihrer Verwendung mit einer Auflistung einer oder mehrerer Komponenten oder anderen Gegenständen jeweils als offen anzusehen, was bedeutet, dass die Auflistung nicht so zu verstehen ist, als dass sie andere, zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließt. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs für ein Fahrzeug, umfassend: (a) Bereitstellen eines Antriebsstrangs für das Fahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor, der konfiguriert ist, um über eine Startvorrichtung Drehleistung für einen drehbaren Eingang eines Getriebes bereitzustellen, einen Elektromotor-Generator, umfassend einen Rotor, der konfiguriert ist, um selektiv Drehleistung für den drehbaren Eingang bereitzustellen; und (b) selektives Trennen des Motors vom drehbaren Eingang unter Verwendung einer von der Startvorrichtung getrennten Trennvorrichtung, wodurch der drehbare Eingang des Getriebes mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, die schneller ist als eine Ausgangsdrehzahl des Motors.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Startvorrichtung ein Drehmomentwandler ist, der ein Pumpenelement und eine Turbine umfasst, die durch eine Fluidkupplung getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Drehen des Motors mit einem der Motor-Generatoren und einem Anlasser des Motors, während der Kraftstoff zum Motor abgeschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Bestimmen, dass sich das Fahrzeug bei oder unter einer Motor-Generator-fähigen Kalibriergeschwindigkeit befindet, wobei der Motor-Generator in der Lage ist, eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung ohne Unterstützung durch den Motor zu erfüllen, wobei der Motor mit dem des Motor-Generators und des Anlassers als Reaktion auf die Bestimmung gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Motor als Reaktion auf eine Bestimmung, dass das Fahrzeug ausläuft, abgeschaltet wird, worin das Verfahren ferner Folgendes beinhaltet: (c) Erfassen einer Anforderung für eine Beschleunigung des Fahrzeugs nach Schritt (b); und (d) als Reaktion auf die Bestimmung in Schritt (c), Bereitstellen von Drehleistung für den Rotationseingang unter Verwendung eines der Elektromotor-Generatoren und eines Fahrzeugstarters.
Hybridfahrzeug, umfassend: eine Achsantriebseinheit, die mindestens ein Fahrzeugrad antreibt; und einen Antriebsstrang, der die Antriebskraft für die Achsantriebseinheit bereitstellt, wobei der Antriebsstrang Folgendes beinhaltet: einen Verbrennungsmotor, der konfiguriert ist, um eine Drehkraft für einen drehbaren Eingang eines Getriebes durch eine Startvorrichtung bereitzustellen; einen Elektromotor-Generator, der konfiguriert ist, um den Dreheingang des Getriebes anzutreiben, sodass der Elektromotor-Generator konfiguriert ist, um selektiv Drehstrom für das Getriebe bereitzustellen, und eine von der Startvorrichtung getrennte Motortrennvorrichtung, wobei die Trennvorrichtung konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass der drehbare Eingang des Getriebes mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die schneller ist als eine Ausgangsdrehzahl des Motors; wobei der Motor konfiguriert ist, um selektiv von dem drehbaren Eingang durch die Motortrennvorrichtung getrennt zu werden, und der Motor konfiguriert ist, um mit einem der Motor-Generatoren und einem Anlasser des Motors gedreht zu werden, während der Kraftstoff zum Motor abgeschnitten wird.
Das Fahrzeug aus Anspruch 6, worin die Trennvorrichtung entweder eine Einwegkupplung, eine wählbare Einwegkupplung und eine mechanische Diode ist.
Das Fahrzeug aus Anspruch 6, worin die Startvorrichtung einen Drehmomentwandler beinhaltet, der ein Pumpenelement und eine Turbine umfasst, die durch eine Fluidkupplung getrennt sind.
Das Fahrzeug aus Anspruch 8, worin die Trennvorrichtung zwischen dem Motor und dem Pumpenelement des Drehmomentwandlers angeordnet ist, und der Elektromotor-Generator konfiguriert ist, um das Pumpenelement des Drehmomentwandlers anzutreiben.
Das Fahrzeug aus Anspruch 8, worin die Trennvorrichtung zwischen der Turbine des Drehmomentwandlers und dem Getriebe angeordnet ist, und der Elektromotor-Generator konfiguriert ist, um den Dreheingang des Getriebes anzutreiben.