DE102020104047A1 - Transmission for a hybrid vehicle and method for operating such a transmission - Google Patents

Transmission for a hybrid vehicle and method for operating such a transmission Download PDF

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DE102020104047A1
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internal combustion
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Laurent Bayoux
Matthieu Rihn
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1) für ein Hybridfahrzeug (2), um Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor (3), einem Elektromotor (4) und einem Getriebeausgang (5) zu verbringen, umfassend ein im Drehmomentenfluss liegendes Planetengetriebe (6), welches von einer Steuereinrichtung (7) durch mehrere Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) in mehrere Betriebsarten (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) schaltbar ist, von denen eine Betriebsart (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) ein Rekuperationsbetrieb (9a) ist, in welcher der Verbrennungsmotor (3) antreibend wirkt und der Elektromotor (4) im Generatorbetrieb dazu vorgesehen ist, einen wirkverbundenen Ladungsspeicher (10) aufzuladen, wobei in der Steuereinrichtung (7) wenigstens ein erster Batterieschonschwellenwert (11) abgelegt ist, der einen Ladezustand (12) des Ladungsspeichers (10) wiedergibt, wobei die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten des ersten Batterieschonschwellenwertes (11) die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) so anzusteuern, dass der Antrieb des Hybridfahrzeuges (2) durch den Verbrennungsmotor (3) erzwungen wird, so dass das Hybridfahrzeug (2) im Rekuperationsbetrieb (9a) betrieben wird.The invention relates to a transmission (1) for a hybrid vehicle (2) in order to transmit torque at least between an internal combustion engine (3), an electric motor (4) and a transmission output (5), comprising a planetary gear (6) in the torque flow, which can be switched from a control device (7) through several switching mechanisms (8a, 8b, 8c) into several operating modes (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f), one of which is an operating mode (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) is a recuperation mode (9a) in which the internal combustion engine (3) acts as a driving force and the electric motor (4) is provided in generator mode to charge an operatively connected charge storage device (10), with at least a first battery protection threshold value (7) in the control device (7). 11) is stored, which reflects a state of charge (12) of the charge store (10), the control device (7) being set up to switch the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) s when the first battery protection threshold (11) is undershot o to control that the drive of the hybrid vehicle (2) is forced by the internal combustion engine (3) so that the hybrid vehicle (2) is operated in recuperation mode (9a).

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Hybridfahrzeug, um Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Getriebeausgang zu verbringen, umfassend ein im Drehmomentenfluss liegendes Planetengetriebe, welches von einer Steuereinrichtung durch mehrere Schaltmechanismen in mehrere Betriebsarten schaltbar ist, von denen eine Betriebsart ein Rekuperationsbetrieb ist, in welcher der Verbrennungsmotor antreibend wirkt und der Elektromotor im Generatorbetrieb dazu vorgesehen ist, einen wirkverbundenen Ladungsspeicher aufzuladen. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug umfassend ein solches Getriebe und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Getriebes.The invention relates to a transmission for a hybrid vehicle in order to pass torque at least between an internal combustion engine, an electric motor and a transmission output, comprising a planetary gear located in the torque flow, which can be switched into several operating modes by a control device by several switching mechanisms, one of which is a recuperation mode is, in which the internal combustion engine acts as a driving force and the electric motor is provided in generator mode to charge an operatively connected charge storage device. In addition, the invention relates to a hybrid vehicle comprising such a transmission and a method for operating such a transmission.

Grundsätzlich gibt es bereits Getriebe bzw. Getriebeeinheiten, die elektrische Betriebsarten bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten (EV-Modi) und Verbrennungsarten (ICE-Modi) bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten koppeln. Auch erfreuen sich Dedicated-Hybrid-Transmissions (DHT) zunehmender Beliebtheit.In principle, there are already transmissions or transmission units that couple electrical operating modes at low vehicle speeds (EV modes) and types of combustion (ICE modes) at high vehicle speeds. Dedicated hybrid transmissions (DHT) are also enjoying increasing popularity.

Prinzipiell sind zwei verschiedene Getriebearchitekturen aus dem Stand der Technik bekannt: Zum Beispiel sind einerseits P2-Parallelhybride bekannt, die mit einer elektrischen Maschine arbeiten, welche sich zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe befindet, wobei eine Trennkupplung dazu dient, den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang zu trennen. Der Betrieb kann in diesem Fall im reinen Elektromodus erfolgen, wobei die elektrische Maschine das Drehmoment an das Getriebe und nicht an den Verbrennungsmotor abgibt. Der Vorteil bei dieser Hybridvariante ist, dass es möglich ist, ein bestehendes Getriebe mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung zu verwenden, um den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang zu trennen.In principle, two different transmission architectures are known from the prior art: For example, P2 parallel hybrids are known that work with an electrical machine located between the internal combustion engine and the transmission, with a separating clutch used to separate the internal combustion engine from the drive train . In this case, operation can take place in pure electric mode, with the electric machine delivering the torque to the transmission and not to the internal combustion engine. The advantage of this hybrid variant is that it is possible to use an existing transmission with an electric motor and a separating clutch to separate the internal combustion engine from the drive train.

Andererseits sind seriell, seriell-parallel oder leistungsverzweigte Hybride aus dem Stand der Technik bekannt, bei denen ein vom Verbrennungsmotor angetriebener Generator Strom erzeugt, der zum Antrieb eines Elektromotors verwendet wird, der das Fahrzeug antreibt (Serienbetrieb). Diese Getriebe werden auch Powersplit-Getriebe genannt. In den meisten Anordnungen wird jedoch ein Teil der Leistung des Verbrennungsmotors mechanisch auf die Räder übertragen (Serienparallelbetrieb).On the other hand, serial, serial-parallel or power-split hybrids are known from the prior art, in which a generator driven by the internal combustion engine generates electricity that is used to drive an electric motor that drives the vehicle (series operation). These transmissions are also called power split transmissions. In most arrangements, however, part of the power of the internal combustion engine is transferred mechanically to the wheels (series parallel operation).

Es ist die Patentveröffentlichung EP 3 315 372 A1 bekannt, die eine Batteriebetriebs- und Managementstrategie für DHT-Getriebe (Dedicated-Hybrid-Transmission) für vier Übersetzungen im Verbrennerbetrieb und 2 elektrische Übersetzungen offenbart. Bei dem hier vorgeschlagenen Getriebe kann der Start des Hybridfahrzeuges nur mit den beiden elektrischen Gängen durchgeführt werden.It's the patent publication EP 3 315 372 A1 known, which discloses a battery operation and management strategy for DHT transmissions (Dedicated Hybrid Transmission) for four ratios in combustion mode and two electrical ratios. With the transmission proposed here, the hybrid vehicle can only be started with the two electric gears.

Aus dem Stand der Technik ist die DE 10 2016 221 045 A1 bekannt, die eine Getriebeanordnung für ein Hybridfahrzeug betrifft, bei welcher ein Anschluss für eine Verbrennungskraftmaschine, ein Anschluss für eine elektrische Maschine und ein Getriebeteil der Getriebeanordnung miteinander koppelbar angeordnet sind. Der Getriebeteil umfasst dabei einen einfachen Ravigneaux-Planetenradsatz mit zwei Planetengetrieben und einem einzigen Hohlrad. Der Getriebeteil weist weiterhin als kraftschlüssige Schaltelemente zwei Bremsen und zwei Kupplungen auf. Die Veröffentlichung offenbart weiterhin eine Antriebsanordnung mit einer derartigen Getriebeanordnung sowie jeweils einer an diese angeschlossene Verbrennungskraftmaschine und eine angeschlossene elektrische Maschine. Ebenfalls Teil der DE 10 2016 221 045 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Antriebsanordnung sowie ein mit einer derartigen Antriebsanordnung ausgestattetes Hybridfahrzeug.From the prior art is that DE 10 2016 221 045 A1 known, which relates to a transmission arrangement for a hybrid vehicle, in which a connection for an internal combustion engine, a connection for an electrical machine and a transmission part of the transmission arrangement are arranged such that they can be coupled to one another. The gear part comprises a simple Ravigneaux planetary gear set with two planetary gears and a single ring gear. The transmission part also has two brakes and two clutches as frictional shifting elements. The publication also discloses a drive arrangement with such a transmission arrangement and in each case an internal combustion engine connected to it and a connected electrical machine. Also part of the DE 10 2016 221 045 A1 is a method for operating such a drive arrangement and a hybrid vehicle equipped with such a drive arrangement.

Zusammenfassend scheint die DE 10 2016 221 045 A1 ein Konzept mit zwei Planetenradsätzen und vier Kupplungsvorrichtungen zu offenbaren, um bis zu vier Vorwärtsgänge für den Verbrennungsmotor, zwei Gänge für den Elektromotor, ein Gang des elektrisch stufenlosen Getriebes (EVT, Electrically-Variable-Transmission) und ein Modus zum Standladen abzubilden.In summary, that seems DE 10 2016 221 045 A1 to disclose a concept with two planetary gear sets and four clutch devices in order to map up to four forward gears for the combustion engine, two gears for the electric motor, one gear of the electrically continuously variable transmission (EVT, Electrically Variable Transmission) and a mode for stationary charging.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik die EP 2 146 855 B1 bekannt, die ein Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug, umfassend eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer mit einer Antriebswelle eines Antriebsaggregats zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse zu koppelnden Primärseite und mit einer über eine Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite zur Drehmomentübertragung abgestützten und bezüglich der Primärseite um die Drehachse drehbaren Sekundärseite, eine Kupplungsanordnung mit einem Eingangsbereich, welcher mit der Sekundärseite zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse (A) gekoppelt oder zu koppeln ist, und mit einem durch Reibeingriff mit dem Eingangsbereich zur Drehung koppelbaren Ausgangsbereich, eine Elektromaschine, wobei eine Statoranordnung der Elektromaschine an einer feststehenden Baugruppe getragen oder zu tragen ist und eine Rotoranordnung der Elektromaschine mit dem Ausgangsbereich der Kupplungsanordnung zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse gekoppelt ist, wobei der Eingangsbereich der Kupplungsanordnung mit der Sekundärseite der Torsionsschwingungsdämpferanordnung über eine Hirthverzahnung oder/und eine Steckverbindung mit Relativaxialverschiebbarkeit verbunden oder verbindbar ist, wobei die Kupplungsanordnung ein Gehäuse umfasst und dass ein kupplungsseitiger Teil der Hirthverzahnung oder der Steckverbindung an einem Gehäusenabenbereich ausgebildet ist.Furthermore, from the prior art, the EP 2 146 855 B1 known that a hybrid drive system for a vehicle, comprising a torsional vibration damper arrangement with a primary side to be coupled to a drive shaft of a drive unit for common rotation about an axis of rotation and with a secondary side supported via a damper element arrangement with respect to the primary side for torque transmission and with respect to the primary side rotatable about the axis of rotation, a clutch arrangement with an input area, which is coupled or to be coupled to the secondary side for common rotation about the axis of rotation (A), and with an output area that can be coupled by frictional engagement with the input area for rotation, an electric machine, with a stator arrangement of the electric machine on a stationary assembly is carried or to be carried and a rotor assembly of the electric machine is coupled to the output region of the clutch assembly for common rotation about the axis of rotation, the input region of the clutch assembly is connected or connectable to the secondary side of the torsional vibration damper arrangement via a Hirth serration and / or a plug connection with relative axial displaceability, the coupling arrangement having a housing comprises and that a coupling-side part of the Hirth serration or the plug connection is formed on a housing hub area.

Zusätzlich ist aus der Druckschrift WO 2016/075336 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung bekannt, aufweisend: eine Eingangswelle, einen ersten Planetengetriebesatz, welcher als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad und mit einem ersten Hohlrad des ersten Planetengetriebesatzes und einen Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen wenigstens eines der ersten Planetenräder aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz, welcher als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad zum Kämmen mit einem zweiten Sonnenrad und mit einem zweiten Hohlrad des zweiten Planetengetriebesatzes und zum Kämmen mit einem der ersten Planetenräder aufweist, wobei wenigstens eines der zweiten Planetenräder drehbeweglich vom Planetenträger abgestützt ist, eine erste Bremseinrichtung, ausgestaltet zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads, und eine zweite Bremseinrichtung, ausgestaltet zum lösbaren Festlegen wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, eine erste Trennkupplung, ausgestaltet zur Drehverbindung der Eingangswelle mit wenigstens einem der ersten Getriebeelemente, und eine zweite Trennkupplung, ausgestaltet zur Drehverbindung der Eingangswelle mit einem weiteren der ersten Getriebeelemente oder mit einem der zweiten Getriebeelemente, eine Abtriebswelle, welche mit einem weiteren der zweiten Getriebeelemente drehverbunden ist, eine Elektromaschine, welche mit einem der Getriebeelemente drehverbunden ist.In addition, from the publication WO 2016/075336 a torque transmission device known, comprising: an input shaft, a first planetary gear set, which has as first gear elements at least one first planetary gear for meshing with a first sun gear and with a first ring gear of the first planetary gear set and a planet carrier for rotatably supporting at least one of the first planetary gears, a second Planetary gear set, which has as second gear elements at least one second planetary gear for meshing with a second sun gear and with a second ring gear of the second planetary gear set and for meshing with one of the first planetary gears, at least one of the second planetary gears being rotatably supported by the planet carrier, a first braking device, designed for releasably securing the second sun gear, and a second braking device designed for releasably securing at least one of the first transmission elements, a first separating clutch, designed ltet for rotary connection of the input shaft with at least one of the first transmission elements, and a second separating clutch, configured for rotary connection of the input shaft with another of the first transmission elements or with one of the second transmission elements, an output shaft which is rotationally connected with another of the second transmission elements, an electric machine , which is rotatably connected to one of the gear elements.

Zusätzlich wird auf die DE 10 2018 130 498 A1 verwiesen, die eine Getriebeeinheit offenbart, für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einem Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz ausgestattet ist, einer mit einem Bestandteil des Planetengetriebes gekoppelten elektrischen Maschine sowie mehreren, jeweils eine Bremse oder eine Kupplung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stellungen verstellbaren Schalteinrichtungen, wobei die Schalteinrichtungen zum Schalten verschiedener Getriebeübersetzungen zwischen einem mit einem Verbrennungsmotor koppelbaren Eingang sowie einem Ausgang und/oder zwischen der elektrischen Maschine sowie dem Ausgang wirkend eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass nicht mehr als vier Schalteinrichtungen zum Umsetzen zumindest zweier unterschiedlicher Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand des Verbrennungsmotors, zumindest einer Getriebeübersetzung in einem Antriebszustand der elektrischen Maschine sowie zumindest einer Getriebeübersetzung in einem Rekuperationszustand der elektrischen Maschine durch ihre aktivierten sowie deaktivierten Stellungen vorhanden sind.In addition, the DE 10 2018 130 498 A1 referenced, which discloses a gear unit for a hybrid motor vehicle, with a planetary gear, wherein the planetary gear is equipped with a first planetary gear set and a second planetary gear set, an electrical machine coupled to a component of the planetary gear and several, each forming a brake or a clutch and shifting devices adjustable between an activated position and a deactivated position, the shifting devices being used to shift different gear ratios between an input that can be coupled to an internal combustion engine and an output and / or between the electrical machine and the output, characterized in that no more than four Switching devices for converting at least two different gear ratios in a drive state of the internal combustion engine, at least one gear ratio in a drive state of the electric machine e and at least one gear ratio are present in a recuperation state of the electrical machine due to their activated and deactivated positions.

Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist, dass bei wiederholten Starts, beispielsweise in Stadtgebieten mit hohem Verkehrsaufkommen, die Batterie schnell entladen wird. In dem bekannten Stand der Technik wird die Batterie aufgeladen, indem die elektrische Maschine durch den Verbrennungsmotor während der Stillstandsphasen des Fahrzeuges angetrieben wird. Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist zusätzlich, dass die Ladephasen oftmals nicht ausreichen, um die Batterie wieder aufzuladen. Zusätzlich stellt der Betriebe des Verbrennungsmotors im Stillstand zum Laden der Batterie eine akustische Beeinträchtigung dar. Insgesamt sind daher aus dem bekannten Stand der Technik sowohl die eingeschränkten Betriebszeiten, als auch die hohe Geräuschentwicklung nachteilig.The disadvantage of the known prior art is that the battery is quickly discharged during repeated starts, for example in urban areas with a high volume of traffic. In the known prior art, the battery is charged in that the electric machine is driven by the internal combustion engine while the vehicle is at a standstill. Another disadvantage of the known prior art is that the charging phases are often insufficient to recharge the battery. In addition, the operation of the internal combustion engine at a standstill to charge the battery represents an acoustic impairment. Overall, therefore, both the limited operating times and the high level of noise generated from the known prior art are disadvantageous.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizienteres, länger zu betreibendes und geräuschärmeres Getriebe zur Verfügung zu stellen. Auch sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Nacheile abgestellt oder wenigstens gemindert werden.It is the object of the present invention to provide a more efficient, longer-lasting and quieter transmission. The disadvantages known from the prior art are also intended to be eliminated or at least reduced.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Getriebe, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Steuereinrichtung wenigstens ein erster Batterieschonschwellenwert abgelegt ist, der einen Ladezustand des Ladungsspeichers wiedergibt, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten des ersten Batterieschonschwellenwertes die Schaltmechanismen so anzusteuern, dass der Antrieb des Hybridfahrzeuges durch den Verbrennungsmotor erzwungen wird, so dass das Hybridfahrzeug im Rekuperationsbetrieb betrieben wird.This object is achieved in a generic transmission according to the invention in that at least one first battery protection threshold value is stored in the control device, which represents a state of charge of the charge storage device, the control device being set up to control the switching mechanisms so that the drive of the hybrid vehicle is forced by the internal combustion engine, so that the hybrid vehicle is operated in recuperation mode.

Bei einer solchen erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden bei Unterschreitung des Ladezustandes der Batterie des Hybridfahrzeuges, die Schaltmechismen, also die Bremsen und Kupplungen des Getriebes, so geschaltet, dass das Fahrzeug im Verbrennerbetrieb betrieben wird. Der Elektromotor läuft in diesem Fall im Generatorbetrieb und lädt den Ladungsspeicher auf. Die Steuereinrichtung ist somit so ausgestaltet, dass sie die Schaltmechanismen so ansteuert, dass bei Unterschreitung des vorgegebenen Batterieschonschwellenwertes ein Aufladen des Ladungsspeichers, also der Batterie, durch den Verbrennungsmotor bewirkt ist. In vorteilhafter Weise ist somit die Geräuschbeeinträchtigung im Stillstand des Fahrzeuges minimiert und der Ladungsspeicher wird immer so angesteuert, dass dieser ausreichend aufgeladen ist.In such an embodiment according to the invention, when the charge level of the battery of the hybrid vehicle is undershot, the switching mechanisms, that is to say the brakes and clutches of the transmission, are switched so that the vehicle is operated in combustion mode. In this case, the electric motor runs in generator mode and charges the charge storage device. The control device is thus designed in such a way that it controls the switching mechanisms in such a way that the internal combustion engine causes the charge store, that is to say the battery, to be charged when the predetermined battery protection threshold is not reached. In an advantageous manner, the impairment of noise when the vehicle is at a standstill is thus minimized and the charge storage device is always controlled in such a way that it is sufficiently charged.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Steuereinrichtung des Getriebes so voreingerichtet, um bei einem gewünschten Abruf von Leistung über eine Extraleistungsschwelle hinaus, die Schaltmechanismen so anzusteuern, dass ausschließlich oder zusätzlich auf die Energie des Elektromotors zum Antrieb des Hybridfahrzeuges zurückgegriffen wird. Zusätzlich zu der bereits bereitstehenden Antriebsenergie des Verbrennungsmotors wird somit bei einem durch den Fahrer gewünschten Abruf von zusätzlicher Antriebsenergie, die oberhalb der voreingestellten oder vom Fahrer definierten Extraleistungsschwelle liegt, Antriebsenergie durch den Elektromotor bereitgestellt.In a particularly advantageous manner, the control device of the transmission is pre-set up in such a way that, when power is requested, over an extra performance threshold to control the switching mechanisms in such a way that the energy of the electric motor is used exclusively or in addition to drive the hybrid vehicle. In addition to the already available drive energy of the internal combustion engine, drive energy is provided by the electric motor when the driver requests additional drive energy that is above the preset or extra power threshold defined by the driver.

In weiter vorteilhafter Weise ist zusätzlich ein strategischer Batterieschwellenwert in der Steuereinrichtung des Getriebes abgelegt, wobei die Steuereinrichtung dazu voreingerichtet ist, um bei Unterschreitung des strategischen Batterieschwellenwertes die Schaltmechanismen so anzusteuern, dass ein Betrieb des Elektromotors zum Antrieb des Hybridfahrzeuges nur noch n-Mal möglich ist. Es ist somit sichergestellt, dass immer ausreichend Ladekapazität in der Batterie vorhanden ist, um das Hybdridfahrzeug zu starten.In a further advantageous manner, a strategic battery threshold value is also stored in the control device of the transmission, the control device being pre-set up to control the switching mechanisms if the strategic battery threshold value is not reached in such a way that the electric motor for driving the hybrid vehicle can only be operated n times . This ensures that there is always sufficient charge capacity in the battery to start the hybrid vehicle.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist, dass der Wert „n-Mal“ in Abhängigkeit des abgelegten strategischen Batterieschwellenwertes und weiterer Rahmenbedingungen, wie Gefälle oder Steigung auf dem das Hybridfahrzeug steht, von der Steuereinrichtung bestimmt wird. Das Getriebe und/oder das Hybridfahrzeug umfasst einen Steigungssensor, der dazu ausgebildet ist, zu ermitteln, auf welcher Steigung das Fahrzeug steht. Zum Starten des Fahrzeuges auf einer Steigung ist eine höhere Startenergie notwendig. Somit muss in dieser Startposition der strategische Batterieschwellenwert höher festgelegt werden als beim Starten auf einem Gefälle. Eine weitere Randbedingung, die einbezogen wird ist die Außentemperatur und die Feuchtigkeit der Umgebung.A preferred embodiment is that the value “n times” is determined by the control device as a function of the stored strategic battery threshold value and other framework conditions, such as downhill or uphill gradient on which the hybrid vehicle is standing. The transmission and / or the hybrid vehicle includes an incline sensor which is designed to determine the incline on which the vehicle is standing. A higher starting energy is required to start the vehicle on an incline. The strategic battery threshold value must therefore be set higher in this starting position than when starting on a slope. Another boundary condition that is taken into account is the outside temperature and the humidity of the environment.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Regelalgorithmus so ausgelegt, dass oberhalb einer gewünschten Zusatzleistungsschwelle die Schaltmechanismen von der Steuereinrichtung so angesteuert werden, dass der Elektromotor in einem Peak-Bereich betrieben wird, oder der Verbrennungsmotor zugeschaltet wird, um einen Betrieb in einem Boost-Bereich zu realisieren. Durch das Zuschalten des Elektromotors im Verbrennerbetrieb wird der Peak-Bereich abgebildet, der die zusätzliche Leistungsreserve des Elektromotors an den Getriebeausgang überträgt. Im Boost-Betrieb wird während der Fahrt mit dem Elektromotor der Verbrennungsmotor zugeschaltet, um dessen Leistungsreserve zusätzlich zu nutzen. Dieses ist beispielsweise bei schnellen Fahrten auf einer Steigung oder bei abrupten Beschleunigungsvorgängen vorteilhaft.In a further preferred embodiment, the control algorithm is designed so that above a desired additional power threshold, the switching mechanisms are activated by the control device in such a way that the electric motor is operated in a peak range, or the internal combustion engine is switched on to operate in a boost range to realize. By switching on the electric motor in combustion mode, the peak area is mapped which transfers the additional power reserve of the electric motor to the transmission output. In boost mode, the internal combustion engine is switched on while driving with the electric motor in order to use its power reserve. This is advantageous, for example, when driving quickly on an incline or when accelerating suddenly.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und das erfindungsgemäße Getriebe, um Drehmoment zumindest zwischen dem Verbrennungsmotor, dem Elektromotor und dem Getriebeausgang zu verbringen. Somit ist das Getriebe besonders effizient eingesetzt und seine Funktionen und Betriebsmodi sind vollumfänglich nutzbar.In a particularly preferred embodiment, a hybrid vehicle comprises an internal combustion engine, an electric motor and the transmission according to the invention in order to transfer torque at least between the internal combustion engine, the electric motor and the transmission output. The transmission is thus used particularly efficiently and its functions and operating modes can be used to the full.

Weiter vorzugsweise ist ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Getriebes für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, wobei das Getriebe dazu ausgebildet ist, Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Getriebeausgang eines Hybridfahrzeuges zu verbringen, umfassend die folgenden Schritte:

  • - Erfassen des Ladezustandes des Ladungsspeichers;
  • - kontinuierliches Analysieren und Verarbeiten des erfassten Ladezustandes durch die Steuereinrichtung des Getriebes;
  • - Ansteuern der jeweiligen Schaltmechanismen in Abhängigkeit des Ladezustandes, sobald dieser einen vordefinierten ersten Batterieschonschwellenwert unterschreitet, so dass der Antrieb des Hybridfahrzeuges durch den Verbrennungsmotor über die Schaltmechanismen erzwungen wird. Der Ladezustand wird über entsprechende Ladezustandssensoren direkt an dem Ladungsspeicher gemessen und an die Steuereinrichtung übertragen, die den Ladezustand kontinuierlich analysiert und verarbeitet. Sobald die Analyse des aktuellen Ladezustandes ergibt, dass dieser unter einen vordefinierten ersten Batterieschonschwellenwert sinkt, steuert die Steuereinrichtung die Schaltmechanismen an, so dass der Antrieb des Hybridfahrzeuges über den Verbrennungsmotor erzwungen wird. Dabei wird der Elektromotor im Generatorbetrieb betrieben und lädt den Ladungsspeicher auf, so dass der Ladungszustand des Ladungsspeichers wieder über den ersten Batterieschonschwellenwert steigt. Es ist in diesem Fall wieder ein Betrieb durch den Elektromotor möglich.
Furthermore, a method for operating the transmission according to the invention for a hybrid vehicle is preferably provided, the transmission being designed to apply torque at least between an internal combustion engine, an electric motor and a transmission output of a hybrid vehicle, comprising the following steps:
  • - Detecting the state of charge of the charge storage device;
  • - Continuous analysis and processing of the detected state of charge by the control device of the transmission;
  • - Activation of the respective switching mechanisms as a function of the state of charge as soon as this falls below a predefined first battery protection threshold, so that the drive of the hybrid vehicle is forced by the internal combustion engine via the switching mechanisms. The state of charge is measured directly on the charge storage device via corresponding state of charge sensors and transmitted to the control device, which continuously analyzes and processes the state of charge. As soon as the analysis of the current state of charge shows that it falls below a predefined first battery protection threshold, the control device activates the switching mechanisms so that the hybrid vehicle is forced to drive the internal combustion engine. The electric motor is operated in generator mode and charges the charge storage device so that the state of charge of the charge storage device again rises above the first battery protection threshold. In this case, operation by the electric motor is possible again.

Ein weiter bevorzugtes Verfahren umfasst zusätzlich die folgenden Schritte:

  • - Erfassen des Wunsches, ob das Hybridfahrzeuges Leistung oberhalb einer Extraleistungsschwelle abrufen soll;
  • - Ansteuern der jeweiligen Schaltmechanismen durch die Steuereinrichtung, so dass ausschließlich oder zusätzlich auf die Energie des Elektromotors zum Antrieb des Hybridfahrzeuges zurückgegriffen wird. Die Steuereinrichtung ist somit dazu ausgebildet, zu erfassen, ob der Fahrer zusätzlicher Leistungsreserven zum Betrieb seines Hybridfahrzeuges mobilisieren möchte. Dieser Wunsch wird erfasst, wenn der Fahrer beispielweise das Gaspedal in die Kick-Down-Stellung bringt, oder indem er extra dazu vorgesehene Knöpfe bzw. Programme am Armaturenbrett des Fahrzeuges so einstellt, dass sein Wunsch nach mehr Leistung des Fahrzeuges deutlich wird.
A further preferred method additionally comprises the following steps:
  • - Detecting the desire as to whether the hybrid vehicle should call up power above an extra power threshold;
  • - Activation of the respective switching mechanisms by the control device, so that the energy of the electric motor is used exclusively or in addition to drive the hybrid vehicle. The control device is thus designed to detect whether the driver mobilizes additional power reserves for operating his hybrid vehicle would like to. This desire is detected when the driver puts the accelerator pedal into the kick-down position, for example, or by setting the buttons or programs on the vehicle's dashboard provided for this purpose in such a way that his desire for more power from the vehicle becomes clear.

Ein bevorzugtes Verfahren umfasst außerdem die folgenden Schritte:

  • - Vergleichen des erfassten Ladezustandes des Ladungsspeichers mit einem strategischen Batterieschwellenwert durch die Steuereinrichtung;
  • - Ansteuern der Schaltmechanismen, so dass bei Unterschreitung des strategischen Batterieschwellenwertes ein Betrieb des Elektromotors zum Antrieb des Hybridfahrzeuges nur noch n-Mal möglich ist. Der strategischen Batterieschwellenwert ist dazu vorgesehen, sicherzustellen, dass immer ausreichend Ladekapazität in dem Ladungsspeicher vorhanden ist, um das Hybridfahrzeug noch n-Mal zu starten. Somit ist immer ein sicherer uns reibungsloser Betrieb des Hybridfahrzeuges gewährleistet.
A preferred method also includes the following steps:
  • The control device compares the detected state of charge of the charge store with a strategic battery threshold value;
  • - Activation of the switching mechanisms, so that if the strategic battery threshold value is not reached, the electric motor for driving the hybrid vehicle can only be operated n times. The strategic battery threshold value is provided to ensure that there is always sufficient charge capacity in the charge storage device to start the hybrid vehicle n times. Thus, a safe and smooth operation of the hybrid vehicle is always guaranteed.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erste, in einem teilweise dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzten, Getriebeeinheit nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung aller durch die Getriebeeinheit der 1 schaltbaren Gänge,
  • 3 eine weitere schematische Schnittdarstellung einer Getriebeeinheit nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 4 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung aller durch die Getriebeeinheit der 3 schaltbaren Gänge,
  • 5 eine erste schematische Ansicht des Ladezustandes eines Ladungsspeichers,
  • 6 ein erstes Diagramm zur Veranschaulichung der Betriebsmodi bei einem Ladezustand entsprechend der 5,
  • 7 eine zweite schematische Ansicht des Ladezustandes eines Ladungsspeichers,
  • 8 ein zweites Diagramm zur Veranschaulichung der Betriebsmodi bei einem Ladezustand entsprechend der 7,
  • 9 eine dritte schematische Ansicht des Ladezustandes eines Ladungsspeichers,
  • 10 ein drittes Diagramm zur Veranschaulichung der Betriebsmodi bei einem Ladezustand entsprechend der 9,
  • 11 eine vierte schematische Ansicht des Ladezustandes eines Ladungsspeichers,
  • 12 eine schematische Ansicht einer Steuereinrichtung und
  • 13 eine schematische Ansicht eines Hybridfahrzeuges.
The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing. Show it:
  • 1 a schematic sectional illustration of a first transmission unit according to a first exemplary embodiment, used in a partially illustrated drive train of a motor vehicle,
  • 2 a diagram illustrating all through the gear unit of the 1 switchable gears,
  • 3 a further schematic sectional view of a gear unit according to a second embodiment,
  • 4th another diagram illustrating all through the gear unit of the 3 switchable gears,
  • 5 a first schematic view of the state of charge of a charge storage device,
  • 6th a first diagram to illustrate the operating modes in a state of charge corresponding to FIG 5 ,
  • 7th a second schematic view of the state of charge of a charge storage device,
  • 8th a second diagram to illustrate the operating modes with a state of charge corresponding to FIG 7th ,
  • 9 a third schematic view of the state of charge of a charge storage device,
  • 10 a third diagram to illustrate the operating modes with a state of charge corresponding to FIG 9 ,
  • 11 a fourth schematic view of the state of charge of a charge storage device,
  • 12th a schematic view of a control device and
  • 13th a schematic view of a hybrid vehicle.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können prinzipiell frei miteinander kombiniert werden.The figures are merely of a schematic nature and are only used for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. In principle, the features of the various exemplary embodiments can be freely combined with one another.

In der 1 ist ein Antriebsstrang mit einem Getriebe 1 eines Hybridfahrzeuges 3 gut zu erkennen. Das in diesem Antriebsstrang eingesetzte Getriebe 1 ist als Hybridgetriebe realisiert und alternativ auch als solches bezeichnet. Eine bevorzugte Position des Getriebes 1 des Antriebsstranges ist in der 13 in einem schematisch dargestellten Hybridfahrzeug, hier einem PKW, dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass das Getriebe 1 mit dem Antriebsstrang an einer Vorderachse des Hybridfahrzeuges 2 wirkend eingesetzt ist und von einem Verbrennungsmotor 3 mit Drehmoment beaufschlagt wird. Die 1 zeigt zusätzlich einen Elektromotor 4 und einen Getriebeausgang 5 des Getriebes 1.In the 1 is a drive train with a gearbox 1 of a hybrid vehicle 3 clearly visible. The transmission used in this drive train 1 is realized as a hybrid transmission and alternatively also referred to as such. A preferred position of the gearbox 1 of the drive train is in the 13th in a schematically illustrated hybrid vehicle, here a car. It can be seen here that the transmission 1 with the drive train on a front axle of the hybrid vehicle 2 is used effectively and from an internal combustion engine 3 is applied with torque. the 1 also shows an electric motor 4th and a transmission output 5 of the transmission 1 .

Gemäß der Ausbildung als Hybridgetriebe weist das Getriebe 1 ein zweistufiges Planetengetriebe 6 sowie die mit diesem Planetengetriebe wirkverbundene elektrische Maschine 4 auf. Der prinzipielle Aufbau des Getriebes 1 ist besonders gut in 1 zu erkennen. Demnach weist das Planetengetriebe 6 einen ersten Planetenradsatz 6a auf, der die erste Getriebestufe des Planetengetriebes bildet und der rechtsseitig dargestellt ist, und einen zweiten Planetenradsatz 6b, der die zweite Stufe des Planetengetriebes 6 bildet und der linksseitig dargestellt ist.According to the training as a hybrid transmission, the transmission 1 a two-stage planetary gear 6th as well as the electrical machine that is actively connected to this planetary gear 4th on. The basic structure of the transmission 1 is particularly good at 1 to recognize. Accordingly, the planetary gear 6th a first planetary gear set 6a on, which forms the first gear stage of the planetary gear and which is shown on the right, and a second planetary gear set 6b , which is the second stage of the planetary gear 6th forms and which is shown on the left.

Der erste Planetenradsatz 6a weist ein erstes Sonnenrad 20, einen ersten Planetenradsatz 21 und ein erstes Hohlrad 22 auf. Der zweite Planetenradsatz 6b weist ein zweites Sonnenrad 23, einen zweiten Planetenradsatz 24 und ein zweites Hohlrad 25 auf. Die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes 21 befinden sich einerseits mit dem ersten Sonnenrad 20, andererseits mit dem ersten Hohlrad 22 in Zahneingriff. Der erste Planetenradsatz 21 ist mit seinen einzelnen (ersten) Planetenrädern auf einem ersten Planetenradträger 26 verdrehbar angeordnet. Der zweite Planetenradsatz 24 ist mit seinen einzelnen (zweiten) Planetenrädern auf einem zweiten Planetenradträger 27 verdrehbar angeordnet. Die jeweiligen Planetenradsätze 21, 24 sind jeweils mit dem entsprechenden Sonnenrad 20, 23 und dem entsprechenden Hohlrad 22, 25 in Zahneingriff.The first planetary gear set 6a has a first sun gear 20th , a first planetary gear set 21 and a first ring gear 22nd on. The second planetary gear set 6b has a second sun gear 23 , a second planetary gear set 24 and a second ring gear 25th on. The planet gears of the first planetary gear set 21 are on the one hand with the first sun gear 20th , on the other hand with the first ring gear 22nd in mesh. The first planetary gear set 21 is with its individual (first) planet gears on a first planet carrier 26th rotatably arranged. The second planetary gear set 24 is with its individual (second) planet gears on a second planet carrier 27 rotatably arranged. The respective planetary gear sets 21 , 24 are each with the corresponding sun gear 20th , 23 and the corresponding ring gear 22nd , 25th in mesh.

Es ist zu erkennen, dass das erste Sonnenrad 20 mit dem Elektromotor 4 drehfest verbunden ist und dass das erste Hohlrad 22 mit dem zweiten Planetenradsatz 24 drehfest verbunden ist, wobei diese Verbindung durch einen ersten Schaltmechanismus 8a, hier eine Bremse B2, an einem fahrzeugrahmenfesten Gehäuse festsetzbar ist.It can be seen that the first sun gear 20th with the electric motor 4th Is rotatably connected and that the first ring gear 22nd with the second planetary gear set 24 is rotatably connected, this connection by a first switching mechanism 8a , here a brake B2, can be fixed to a housing fixed to the vehicle frame.

Das zweite Sonnenrad 23 des zweiten Planetenradsatzes 6b ist durch einen zweiten Schaltmechanismus 8b, hier eine Bremse B1, wiederum an dem fahrzeugrahmenfesten Gehäuse festsetzbar.The second sun gear 23 of the second planetary gear set 6b is through a second switching mechanism 8b , here a brake B1, can in turn be fixed to the housing fixed to the vehicle frame.

Der zweite Planetenradträger 27 ist über einen dritten Schaltmechanismus 8c, hier eine Kupplung K2, mit dem Verbrennungsmotor 3 drehfest verbindbar.The second planet carrier 27 is via a third switching mechanism 8c , here a clutch K2, with the internal combustion engine 3 non-rotatably connectable.

Die elektrische Maschine 4 weist typischerweise einen Stator und einen relativ zu dem Stator verdrehbar gelagerten Rotor auf, wobei der Rotor innerhalb des Stators drehbar aufgenommen ist. Der Rotor ist dabei drehfest auf einer Triebwelle der elektrischen Maschine 4 angebracht, wobei die Triebwelle mit ihrer Drehachse über ein Drehmomentenausgangsbauteil 28 an das erste Sonnenrad 20 angebunden ist. Folglich ist die elektrische Maschine 4 mit dem ersten Sonnenrad 20 über das Drehmomentenausgangsbauteil 28 wirkverbunden. In weiteren Ausführungen ist die elektrische Maschine 4 mit ihrer Stator-/Rotoreinheit auch nicht zwangsläufig koaxial zu der zentralen Drehachse 28 angeordnet, sondern kann beispielsweise mit ihrem Drehmomentenausgangsbauteil 28 koaxial zur zentralen Drehachse 28 angeordnet sein.
In 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass in der Getriebeeinheit 1 seitens des Verbrennungsmotors 3 prinzipiell ein Drehschwingungsdämpfer 30 integrierbar ist. Der Drehschwingungsdämpfer 30 ist hier zwischen der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 3 und dem Eingang des Getriebes 1 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 30 kann prinzipiell als Bestandteil des Getriebes 1 oder als separates Bauteil angeordnet sein und bspw. als Zweimassenschwungrad oder als hydrodynamischer Tilger ausgebildet sein.
The electric machine 4th typically has a stator and a rotor mounted rotatably relative to the stator, the rotor being rotatably received within the stator. The rotor is rotationally fixed on a drive shaft of the electrical machine 4th attached, the drive shaft with its axis of rotation via a torque output component 28 to the first sun gear 20th is connected. Hence the electric machine 4th with the first sun gear 20th via the torque output component 28 effectively connected. In other versions is the electrical machine 4th with their stator / rotor unit also not necessarily coaxial with the central axis of rotation 28 arranged, but can, for example, with their torque output component 28 coaxial to the central axis of rotation 28 be arranged.
In 1 it can also be seen that in the gear unit 1 on the part of the internal combustion engine 3 basically a torsional vibration damper 30th can be integrated. The torsional vibration damper 30th is here between the output shaft of the internal combustion engine 3 and the input of the gearbox 1 arranged. The torsional vibration damper 30th can in principle as part of the transmission 1 or be arranged as a separate component and, for example, be designed as a two-mass flywheel or as a hydrodynamic damper.

In der 1 sind drei Schaltmechanismen 8a, 8b, 8c in das Getriebe 1 integriert, um durch ihre aktivierten bzw deaktivierten Stellungen die einzelnen Getriebeübersetzungen / Gänge, wie sie aus den folgenden 2 und 4 hervorgehen, umzusetzen.In the 1 are three switching mechanisms 8a , 8b , 8c into the gearbox 1 integrated to the individual gear ratios / gears through their activated or deactivated positions, as they are from the following 2 and 4th emerge, implement.

Der erste Schaltmechanismus 8a ist als eine Bremse B2 realisiert und diese ist zwischen dem ersten Hohlrad 22 und dem zweiten Planetenradträger 24 wirkend eingesetzt.The first switching mechanism 8a is implemented as a brake B2 and this is between the first ring gear 22nd and the second planet carrier 24 used effectively.

Der zweite Schaltmechanismus 8b ist ebenfalls als Bremse B1 realisiert. Der zweite Schaltmechanismus 8b ist zwischen dem Sonnenrad 23 und dem fahrzeugrahmenfesten Bereich wirkend eingesetzt.The second switching mechanism 8b is also implemented as a brake B1. The second switching mechanism 8b is between the sun gear 23 and the area fixed to the vehicle frame.

Der dritte Schaltmechanismus 8c ist als Kupplung K2 realisiert und zwischen der Ausgangswelle 31 des Verbrennungsmotors 3 und dem zweiten Planetenradträger 27 des zweiten Planetenradsatzes 6b wirkend eingesetzt. Demnach ist die Ausgangswelle 31 des Verbrennungsmotors 3 im Betrieb des Hybridfahrzeuges 2 in der aktivierten Stellung des dritten Schaltmechanismus 8c drehfest mit dem zweiten Planetenrdträger 27 des zweiten Planetenradsatzes 6b verbunden und in der deaktivierten Stellung des zweiten Schaltmechanismus 8c von dem zweiten Planetenradträger 27 des zweiten Planetenradsatzes 6b drehentkoppelt, d.h. frei relativ zu diesem für drehbar angeordnet. Somit ist die aktivierte Stellung der Kupplung K2 eine geschlossene Kupplungsstellung und die deaktivierte Stellung der Kupplung K2 eine geöffnete Kupplungsstellung.The third switching mechanism 8c is realized as clutch K2 and between the output shaft 31 of the internal combustion engine 3 and the second planet carrier 27 of the second planetary gear set 6b used effectively. So is the output shaft 31 of the internal combustion engine 3 during operation of the hybrid vehicle 2 in the activated position of the third switching mechanism 8c non-rotatably with the second planet carrier 27 of the second planetary gear set 6b connected and in the deactivated position of the second switching mechanism 8c from the second planet carrier 27 of the second planetary gear set 6b rotatably decoupled, ie freely arranged relative to this for rotatable. The activated position of clutch K2 is thus a closed clutch position and the deactivated position of clutch K2 is an open clutch position.

In Verbindung mit den 2 bis 10 sind die einzelnen Betriebs- bzw. Antriebszustände des Getriebes 1 mit den unterschiedlichen Verbrennungskraftmaschinen-Gängen, den Elektromaschinen Gängen und den EVT-Gängen veranschaulicht. In diesen Antriebszuständen wirkt entweder ausschließlich der Verbrennungsmotor 3, ausschließlich der Elektromotor oder der Verbrennungsmotor 3 unterstützt von der elektrischen Maschine 4 antreibend auf die Abtriebsräder 31.In connection with the 2 until 10 are the individual operating or drive states of the transmission 1 illustrated with the different internal combustion engine gears, the electric machine gears and the EVT gears. In these drive states, either the internal combustion engine acts exclusively 3 , excluding the electric motor or the internal combustion engine 3 supported by the electric machine 4th driving on the output gears 31 .

Aus dem Diagramm der 2 ist ersichtlich, dass über die drei Schaltmechanismen (die Bremse B1, die Bremse B2 und die Kupplung K2) insgesamt sechs verschiedene Gänge bzw. Fahrzustände umsetzbar sind.From the diagram of the 2 It can be seen that a total of six different gears or driving states can be implemented via the three shift mechanisms (brake B1, brake B2 and clutch K2).

Durch Aktivierung der ersten Bremse B2 sowie durch Deaktivierung der Bremse B1 sowie durch Deaktivierung der Kupplung K2 wird die elektrische Maschine bei einem Übersetzungsverhältnis 32 von 3,00 im Motorbetrieb betrieben, wobei der Verbrennungsmotor 3 deaktiviert ist. Dieses stellt die zweite Betriebsart 9b dar.By activating the first brake B2 and by deactivating the brake B1 and by deactivating the clutch K2, the electric machine is at a transmission ratio 32 of 3.00 operated in engine mode, the internal combustion engine 3 is deactivated. This represents the second operating mode 9b represent.

Im aktivierten Zustand der Bremse B1 und im deaktivierten Zustand der Bremse B2 und im deaktivierten Zustand der Kupplung K2 wird die elektrische Maschine 4 im motorischen Betrieb bei einem Übersetzungsverhältnis von 1,571 betrieben, wobei der Verbrennungsmotor 3 deaktiviert ist. Dieses stellt die dritte Betriebsart 9c dar.In the activated state of the brake B1 and in the deactivated state of the brake B2 and in the deactivated state of the clutch K2, the electric machine is 4th operated in engine mode at a gear ratio of 1.571, with the internal combustion engine 3 is deactivated. This represents the third operating mode 9c represent.

Durch Aktivierung der Kupplung K2 sowie durch Deaktivierung der Bremse B1 und der Bremse B2 wird die elektrische Maschine 4 im Generatorbetriebe betrieben und lädt die Batterie auf. Dabei ist ein kleineres Übersetzungsverhältnis von 1,50 bewirkt, wobei der Verbrennungsmotor 3 dabei aktiviert ist. Dieses ist die erste Betriebsart 9a.By activating the clutch K2 and by deactivating the brake B1 and the brake B2, the electric machine becomes 4th in the Generator operated and charges the battery. A smaller gear ratio of 1.50 is thereby effected, with the internal combustion engine 3 is activated. This is the first mode of operation 9a .

Durch Aktivierung der Kupplung K2 sowie durch Aktivierung der Bremse B1 und durch Deaktivierung der Bremse B2 wird der Elektromotor im Generatorbetrieb oder im Motorbetrieb betrieben, wobei der Verbrennungsmotor 3 aktiviert ist. Dabei ist eine vierte Betriebsart 9d mit einem Übersetzungsverhältnis von 0,714 bewirkt.By activating the clutch K2 as well as by activating the brake B1 and by deactivating the brake B2, the electric motor is operated in generator mode or in motor mode, with the internal combustion engine 3 is activated. There is a fourth operating mode 9d with a gear ratio of 0.714.

Durch Aktivierung der Bremse B2 sowie durch Deaktivierung der Bremse B1 und durch Deaktivierung der Kupplung K2 wird der Elektromotor im Motorbetrieb betrieben, wobei der Verbrennungsmotor 3 deaktiviert ist. Dabei ist eine fünfte Betriebsart 9d bewirkt mit einem Übersetzungsverhältnis von 3,00.By activating the brake B2 and by deactivating the brake B1 and by deactivating the clutch K2, the electric motor is operated in motor mode, the internal combustion engine 3 is deactivated. There is a fifth mode of operation 9d effected with a transmission ratio of 3.00.

Durch Aktivierung der Bremse B1 sowie durch Deaktivierung der Bremse B2 sowie durch Deaktivierung der Kupplung K2 wird der Elektromotor im Motorbetrieb betrieben, wobei der Verbrennungsmotor 3 deaktiviert ist. Dabei ist eine sechste Betriebsart 9f bewirkt mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,571.By activating the brake B1 and by deactivating the brake B2 and by deactivating the clutch K2, the electric motor is operated in motor mode, the internal combustion engine 3 is deactivated. There is a sixth operating mode 9f caused with a gear ratio of 1.571.

Das Getriebe 1 der 3 entspricht dem Getriebe 1 der 1, wobei der dritte Schaltmechanismus 3 in der 3 durch eine Freiluftkupplung im Vergleich zu der Kupplung K2 der 1 ersetzt ist. Freilaufkupplungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie das Drehmoment nur in eine Richtung übertragen. Freilaufkupplungen werden auch als Rücklaufsperren, Überholkupplungen oder als schaltbare Freiläufe bezeichnet.The gear 1 the 3 corresponds to the gearbox 1 the 1 , the third switching mechanism 3 in the 3 by a free-air clutch compared to the clutch K2 of the 1 is replaced. One-way clutches are characterized by the fact that they only transmit torque in one direction. Overrunning clutches are also referred to as backstops, overrunning clutches or as switchable freewheels.

Das Diagramm der 4 zeigt die Betriebszustände, die durch das Getriebe 1 der 1 bewirkbar sind. In der ersten Betriebsart 9a und der vierten Betriebsart 9e wird die Freilaufkupplung 8c in einem geschlossenen, also einem „locked“-Zustand betrieben. In den Betriebsarten 9b, 9c und 9d wird die Freilaufkupplung 8c in einem offenen, also einem „unlocked“-Zustand, betrieben.The diagram of the 4th shows the operating states caused by the transmission 1 the 1 are achievable. In the first mode of operation 9a and the fourth mode of operation 9e becomes the overrunning clutch 8c operated in a closed, ie a “locked” state. In the operating modes 9b , 9c and 9d becomes the overrunning clutch 8c operated in an open, ie an “unlocked” state.

Die 5 zeigt eine schematische Darstellung des Ladungsspeichers 10, wobei auf der Hochachse verschiedene Ladungszustände 33 aufgetragen sind. Die Ladungszustände 33 werden dabei mit dem Begriff SOC (State of Charge) abgekürzt. Bei einem Wert SOC von 0 % ist die Batterie vollständig entladen und bei einem Ladezustand von 100 % ist die Batterie vollständig geladen. Dazwischen sind verschiedene SOC-Werte, zwischen SOC1 und SOC4 definiert. Der SOC1-Wert erstreckt sich in einem Bereich zwischen 0 % und 20 %. Dieser Zustand zwischen 0 % und 20 % wird jedoch nicht genutzt, damit die Batterie dauerfest ist. Dieses ist der nicht nutzbare Bereich 33. the 5 shows a schematic representation of the charge storage device 10 , with different charge states on the vertical axis 33 are applied. The charge states 33 are abbreviated to the term SOC (State of Charge). If the SOC value is 0%, the battery is fully discharged and if the state of charge is 100%, the battery is fully charged. In between there are various SOC values, defined between SOC1 and SOC4. The SOC1 value ranges between 0% and 20%. However, this state between 0% and 20% is not used to ensure that the battery is permanent. This is the unusable area 33 .

In einem SOC-Wert zwischen 20 % und 25 % ist ein strategisches Batterieschwellenwert 14 vorgesehen, welcher seine untere Grenze bei 20% Ladezustand hat. Mit diesem kann das Hybridfahrzeug 2 nur noch mit einer definierten Anzahl von Startvorgängen gestartet werden kann.A strategic battery threshold is in a SOC value between 20% and 25% 14th provided, which has its lower limit at 20% state of charge. The hybrid vehicle can use this 2 can only be started with a defined number of start processes.

Der SOC2-Wert erstreckt sich in einem Bereich zwischen 25 % und 40%, wobei sich am oberen Ende dieses Bereiches der erste Batterieschonschwellenwert 11 befindet, der dem SOC2-Zustand entspricht. Der SOC3-Wert, also der mittlere Bereich, erstreckt sich zwischen 40 % und 80 %, wobei der oberste Punkt dieses Bereiches der SOC4-Wert ist, der auch als Zusatzleistungsschwelle 15 bezeichnet wird. Der oberste Bereich, der jedoch nicht benutzt wird, damit die Batterie dauerfest ist, erstreckt sich zwischen 80 und 100 %. Dieses wird wiederum als nicht nutzbarer Bereich 33 bezeichnet. Dem Fahrer des Hybridfahrzeuges 2 wird nicht der Bereich zwischen 0 und 20 % und der Bereich zwischen 80 und 100 % angezeigt, somit steht dieser Bereich nicht zur Verfügung. Der Ladezustand 12 des Ladespeichers 10 befindet sich in der 5 in der Mitte des SOC3-Bereiches. Die Batterie ist somit zu ungefähr 60 % geladen. Mit diesem Ladezustand ist das Getriebe 1 in der Lage, die zweite Betriebsart 9b (EM1), die dritte Betriebsart 9c (EM2) und die vierte Betriebsart (ICE4) abzubilden.The SOC2 value extends in a range between 25% and 40%, with the first battery protection threshold being at the upper end of this range 11 which corresponds to the SOC2 state. The SOC3 value, i.e. the middle range, ranges between 40% and 80%, with the highest point in this range being the SOC4 value, which is also used as the additional performance threshold 15th referred to as. The uppermost area, which is not used to ensure that the battery is durable, extends between 80 and 100%. This in turn becomes an unusable area 33 designated. The driver of the hybrid vehicle 2 If the range between 0 and 20% and the range between 80 and 100% are not displayed, this range is therefore not available. The state of charge 12th of the load memory 10 is located in the 5 in the middle of the SOC3 area. The battery is thus approximately 60% charged. The transmission is at this state of charge 1 able to the second mode of operation 9b (EM1), the third operating mode 9c (EM2) and the fourth operating mode (ICE4).

Die 6 zeigt ein Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm mit verschiedenen Betriebszuständen, die mit dem Ladungszustand 12 gemäß der 5 der Batterie, also einem Ladezustand 12, der sich in der Mitte des SOC3-Bereiches befindet, durchführbar sind. In der 6 ist auf der X-Achse die Geschwindigkeit in km/h aufgetragen, siehe hierzu das Bezugszeichen 19. Auf der Y-Achse ist die Kraft in Newton [N] aufgetragen, siehe hierzu das Bezugszeichen 18. Die Antriebskraft erstreckt sich in einem Bereich zwischen F=0N und F=12.500 N, d. h. F=12,5 kN. Die Geschwindigkeit auf der X-Achse erstreckt sich in einem Bereich zwischen V=0 km/h und V=250 km/h.the 6th shows a force-speed diagram with different operating states that correspond to the state of charge 12th according to the 5 the battery, i.e. a state of charge 12th , which is located in the middle of the SOC3 area, can be carried out. In the 6th the speed in km / h is plotted on the X-axis, see the reference number 19th . The force in Newtons [N] is plotted on the Y-axis, see the reference symbol 18th . The driving force extends in a range between F = 0N and F = 12,500 N, ie F = 12.5 kN. The speed on the X-axis extends in a range between V = 0 km / h and V = 250 km / h.

Des Weiteren sind verschiedene Bereiche definiert, welche die Betriebsbereiche des Hybridfahrzeuges unterscheiden: Der Betriebsbereich EM1 erstreckt sich zwischen einer Kraft von F=7.500 N bis zu einer Geschwindigkeit von ca. 40 km/h, sinkt dann langsam bis zu einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf ca. F=7.000N ab und fällt dann hyperbelförmig bis zu einer Geschwindigkeit von V=140 km/h auf ca. F=2.000N ab. Furthermore, different areas are defined, which differentiate the operating areas of the hybrid vehicle: The operating area EM1 extends between a force of F = 7,500 N up to a speed of approx. 40 km / h, then slowly decreases to a speed of 50 km / h. h drops to approx. F = 7,000N and then drops hyperbolic up to a speed of V = 140 km / h to approx. F = 2,000N.

Die Betriebsart EM2, d. h. die dritte Betriebsart 9c, beginnt bei ca. 140 km/h und sinkt langsam bis zu ca. F=2.500 N bei einer Geschwindigkeit von V=150 km/h ab.The operating mode EM2, ie the third operating mode 9c , starts at approx. 140 km / h and slowly decreases up to approx. F = 2,500 N at a speed of V = 150 km / h.

Oberhalb des EM1- und des EM2-Bereiches befindet sich der Boost-Bereich 17. Der Boost-Bereich wird dadurch bewirkt, dass auf dem konstanten Antrieb mit dem Elektromotor zusätzlich der Verbrennungsmotor aufgeschaltet wird. Der Boost-Bereich erstreckt sich in einem Bereich zwischen ca. V=60 km/h bei einer Antriebskraft von F=7.600N und fällt bis zu einer Geschwindigkeit von V=250 km/h bei einer Antriebskraft von ca. F=2.700N ab.The boost area is located above the EM1 and EM2 areas 17th . The boost range is brought about by the internal combustion engine being connected to the constant drive with the electric motor. The boost range extends in a range between approx. V = 60 km / h with a drive force of F = 7,600N and drops down to a speed of V = 250 km / h with a drive force of approx. F = 2,700N .

In dem vorderen Bereich oberhalb des EM1-Bereiches befindet sich der Peak-Bereich 16. Dieser erstreckt sich, ausgehend von einer Kraft von F=11.000N bis zu einer Geschwindigkeit von ca. V=50 km/h horizontal und sinkt dann steil auf eine Geschwindigkeit von ca. V=60 km/h bei einer Kraft von ca. F=7.500N ab.The peak area is in the front area above the EM1 area 16 . Starting from a force of F = 11,000N, this extends horizontally up to a speed of approx. V = 50 km / h and then drops steeply to a speed of approx. V = 60 km / h with a force of approx = 7.500N.

Die 7 zeigt den Ladungsspeicher 10, wobei der Ladezustand 12 des Ladungsspeichers 10 bei ca. 25 % seiner vollen Kapazität angesiedelt ist.the 7th shows the charge storage 10 , the state of charge 12th of the charge storage 10 is located at approx. 25% of its full capacity.

Bei diesem Ladezustand 12 des Ladungsspeichers 10 sind die in der 8 gezeigten Betriebszustände erreichbar. Die erste Betriebsart 9a, d. h. die Betriebsart ICE2 im EVT-Modus beginnt bei einer Kraft von ca. F=4.000 N und erstreckt sich horizontal bis zu einer Geschwindigkeit von ca. V=60 km/h und sinkt stetig auf eine Kraft von ca. F=3.000 N bei ca. V=140 km/h ab. Das heißt, im Anfahrvorgang bei geringen Geschwindigkeiten und einem Ladezustand 12 der Batterie, der sich im unteren Drittel bewegt, fährt das Auto im Verbrennerbetrieb.At this charge level 12th of the charge storage 10 are those in the 8th operating states shown can be reached. The first mode of operation 9a , ie the operating mode ICE2 in EVT mode starts at a force of approx. F = 4,000 N and extends horizontally up to a speed of approx. V = 60 km / h and steadily decreases to a force of approx. F = 3,000 N at approx. V = 140 km / h. That means, during the start-up process at low speeds and in one state of charge 12th of the battery, which moves in the lower third, the car runs in combustion mode.

Der ICE4-Modus, d. h. die vierte Betriebsart 9d, beginnt bei ca. F=2.000 N bei einer Geschwindigkeit von ca. V=60 km/h und erstreckt sich langsam abfallend bis zu einer Geschwindigkeit von V=250 km/h und endet bei ca. F=2.000 N. Oberhalb des Bereiches 9b befindet sich beginnend bei einer Kraft von ca. F=7.000 N und einer Geschwindigkeit von V=60 km/h der Boost-Bereich 17. Der Boost-Bereich 17 fällt von F=7.000 N bei einer Geschwindigkeit von V=60 km/h stetig ab bis zu einer Geschwindigkeit von V=250 km/h und einer Kraft von ca. F=2.700 N.The ICE4 mode, ie the fourth operating mode 9d , starts at approx. F = 2,000 N at a speed of approx. V = 60 km / h and extends slowly decreasing to a speed of V = 250 km / h and ends at approx. F = 2,000 N. Above the range 9b the boost range is located starting at a force of approx. F = 7,000 N and a speed of V = 60 km / h 17th . The boost section 17th falls steadily from F = 7,000 N at a speed of V = 60 km / h down to a speed of V = 250 km / h and a force of approx. F = 2,700 N.

Oberhalb des Bereiches 9a, d. h. des ICE2-Bereiches im EVT-Modus, befindet sich der Endbereich 16, der auch EM1 + Peak-Bereich 16 genannt wird und der bei ca. F=11.000 N beginnt mit einer Geschwindigkeit von ca. V=0 km/h und der sich horizontal bis zu einer Geschwindigkeit von ca. V=50 km/h erstreckt und dann rasant abfällt auf eine Kraft von ca. F=7.000 N und einer Geschwindigkeit von ca. V=60 km/h.Above the area 9a , ie the ICE2 area in EVT mode, is the end area 16 which is also EM1 + peak area 16 and which starts at approx. F = 11,000 N with a speed of approx. V = 0 km / h and which extends horizontally up to a speed of approx. V = 50 km / h and then rapidly drops to a force of approx. F = 7,000 N and a speed of approx. V = 60 km / h.

In der 9 ist der Ladungsspeicher 10 gezeigt, der bis zum Ladezustand 12 geladen ist, d.h. der sich bei ca. 20% des vollen Ladezustand der Batterie befindet, d. h. unterhalb des strategischen Batterieschwellenwertes 14 oder genau an der Grenze des strategischen Batterieschwellenwertes 14.In the 9 is the charge storage 10 shown up to the state of charge 12th is charged, ie which is at approx. 20% of the full state of charge of the battery, ie below the strategic battery threshold value 14th or exactly at the limit of the strategic battery threshold 14th .

Die erste Betriebsart, d. h. der Rekuperationsbetrieb 9a, befindet sich zwischen einer Kraft F=4.500 N, beginnend bei einer Geschwindigkeit von V=0 km/h, läuft horizontal bis zu einer Geschwindigkeit von V=60 km/h und sinkt dann stetig bis zu einer Geschwindigkeit von V=150 km/h auf eine Kraft von ca. F=2.600 N ab. Oberhalb dieses Bereiches befindet sich kein Betriebsbereich mehr, da die Batterie fast leer ist und somit kein Peak-Bereich mehr durch einen zusätzlichen Betrieb des Elektromotors bereitgestellt werden kann. Der ICE4-Bereich, d. h. die vierte Betriebsart 9d beginnt bei einer Kraft von ca. F=2.400 N bei einer Geschwindigkeit von ca. V=60 km/h und erstreckt sich horizontal langsam abfallend bis zu einer Kraft von ca. F=2.400 N bis zu einer Geschwindigkeit von ca. V=250 km/h. Auch oberhalb dieses Bereiches befindet sich kein weiterer Boost-Bereich, da die Batterie, d.h. der Ladespeicher, nahezu leer ist.The first operating mode, ie the recuperation mode 9a , is between a force F = 4,500 N, starting at a speed of V = 0 km / h, runs horizontally up to a speed of V = 60 km / h and then decreases steadily to a speed of V = 150 km / h depends on a force of approx. F = 2,600 N. Above this range there is no longer an operating range, since the battery is almost empty and therefore a peak range can no longer be provided by an additional operation of the electric motor. The ICE4 area, ie the fourth operating mode 9d starts at a force of approx. F = 2,400 N at a speed of approx. V = 60 km / h and extends slowly downwards horizontally to a force of approx. F = 2,400 N up to a speed of approx. V = 250 km / h. There is no further boost range above this range either, since the battery, ie the charge memory, is almost empty.

Die 11 zeigt den Ladezustand 12 des Ladespeichers 10, wobei der Ladezustand 12 sich unterhalb des strategischen Batterieschwellenwertes 14 bewegt, also die Batterie fast leer ist. Unterhalb des strategischen Batterieschwellenwertes 14 ist ein Antrieb des Hybridfahrzeuges durch den Elektromotor nur noch n-mal möglich. Der Wert n-mal ist dabei abhängig von der definierten Höhe des strategischen Batterieschwellenwertes 14 und weiterer Rahmenbedingungen, wie bspw. dem Gefälle oder der Steigung auf dem das Hybridfahrzeug steht, der Außentemperatur, der Luftfeuchte oder weiterer Randbedingungen, die vom jeweiligen Einsatzgebiet abhängig sind.the 11 shows the charge status 12th of the load memory 10 , the state of charge 12th below the strategic battery threshold 14th moves, so the battery is almost empty. Below the strategic battery threshold 14th the hybrid vehicle can only be driven n times by the electric motor. The value n times depends on the defined level of the strategic battery threshold value 14th and other framework conditions, such as, for example, the gradient or the incline on which the hybrid vehicle is standing, the outside temperature, the air humidity or other framework conditions that depend on the respective area of use.

Mit anderen Worten ist ein Getriebe bereitgestellt, welches zusätzlich einen EVT-Modus beinhaltet, d. h. einen Verbrennerbetrieb auf welchem ein Antrieb des Elektromotors im Generatorbetrieb zusätzlich beaufschlagt werden kann. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, die meisten Starts mit dem Verbrennungsmotor beim Aufladen des Ladungsspeichers, d. h. der Batterie, durchzuführen. Verschiedene Start- und Modus-Nutzungsstrategien müssen entsprechend den unterschiedlichen SOC-Schwellenwerten (State of Charge) definiert werden. Die beschriebenen Strategien gelten für Dedicated Hybrid Transmission (DHT) mit mindestens zwei elektrischen Vorwärtsgängen, einem EVT-Gang und einer Übersetzung für den Verbrennungsmotor. Zum Rückwärtsfahren werden mindestens zwei elektrische Gänge verwendet, bei denen der Elektromotor in die andere Richtung läuft, d.h. in die rückwärtsgerichtete Richtung. Abhängig von den unterschiedlichen Ladezuständen der Batterie werden Regeln für die Verwendung der verschiedenen verfügbaren Übersetzungen bzw. Modi definiert, in Abhängigkeit der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit und der gewünschten Antriebskraft.In other words, a transmission is provided which additionally contains an EVT mode, ie a combustion mode on which a drive of the electric motor in generator mode can also be acted upon. It is thus advantageously possible to carry out most of the starts with the internal combustion engine when the charge store, ie the battery, is being charged. Different start and mode usage strategies must be defined according to the different SOC (State of Charge) thresholds. The strategies described apply to Dedicated Hybrid Transmission (DHT) with at least two electrical forward gears, one EVT gear and a gear ratio for the combustion engine. At least two electrical gears are used for reversing, in which the electric motor runs in the other direction, ie in the reverse direction. Depending on the Different charging states of the battery, rules are defined for the use of the various available gear ratios or modes, depending on the desired vehicle speed and the desired drive force.

Die 12 zeigt eine schemtaische Darstellung der Parameter,die auf die Steuereinrichtung 7 wirken. Die Steuereinrichtung 7 ist dazu ausgebildet, den ersten Batterieschwellwert 11, den Ladezustand des Ladungsspeichers 12, die Extraleistungsschwelle 13, den strategischen Batterieschwellwert 14 und die Zusatzleistungsschwelle 15 als Betriebsparameter zu verarbeiten. In Abhängigkeit dieser Parameter steuert die Steuereinrichtung dann die Schaltmechanismen 8a, 8b, 8c, so dass diese anhand eines hinterlegten Regelalgorithmus und der Parameter 11, 12, 13, 14, 15 angesteuert werden.the 12th shows a schematic representation of the parameters that affect the control device 7th works. The control device 7th is designed to use the first battery threshold 11 , the state of charge of the charge storage 12th , the extra performance threshold 13th , the strategic battery threshold 14th and the additional benefit threshold 15th to be processed as operating parameters. The control device then controls the switching mechanisms as a function of these parameters 8a , 8b , 8c so that these are based on a stored control algorithm and the parameters 11 , 12th , 13th , 14th , 15th can be controlled.

Die 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeuges 2, umfassend mehrere Antriebsräder 31, die von dem ein Getriebe 1 angetrieben werden, welches wiederum von dem Verbrennungsmotor 3 angetrieben wird. Der Verbrennungsmotor kann dabei als Otto- oder als Dieselmotor ausgestaltet sein.the 13th shows a schematic representation of a hybrid vehicle 2 , comprising multiple drive wheels 31 that one of the gearboxes 1 are driven, which in turn by the internal combustion engine 3 is driven. The internal combustion engine can be designed as a gasoline or diesel engine.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Getriebetransmission
22
HybridfahrzeugHybrid vehicle
33
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
44th
ElektromotorElectric motor
55
GetriebeausgangTransmission output
66th
PlanetengetriebePlanetary gear
6a6a
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
6b6b
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
77th
SteuereinrichtungControl device
8a8a
erster Schaltmechanismusfirst switching mechanism
8b8b
zweiter Schaltmechanismussecond switching mechanism
8c8c
dritter Schaltmechanismusthird switching mechanism
9a9a
erste Betriebsart (Rekuperationsbetrieb)first operating mode (recuperation mode)
9b9b
zweite Betriebsartsecond operating mode
9c9c
dritte Betriebsartthird mode of operation
9d9d
vierte Betriebsartfourth operating mode
9e9e
fünfte Betriebsartfifth mode of operation
9f9f
sechste Betriebsartsixth operating mode
1010
LadungsspeicherCharge storage
1111
erster Batterieschonschwellwertfirst battery saving threshold
1212th
Ladezustand des LadungsspeichersState of charge of the charge storage
1313th
ExtraleistungsschwelleExtra performance threshold
1414th
strategischer Batterieschwellenwertstrategic battery threshold
1515th
ZusatzleistungsschwelleAdditional benefit threshold
1616
Peak-BereichPeak area
1717th
Boost-BereichBoost area
1818th
Kraft [N]Force [N]
1919th
Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h]Vehicle speed [km / h]
2020th
erstes Sonnenradfirst sun gear
2121
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
2222nd
erstes Hohlradfirst ring gear
2323
zweites Sonnenradsecond sun gear
2424
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
2525th
zweites Hohlradsecond ring gear
2626th
erster Planetenradträgerfirst planet carrier
2727
zweiter Planetenradträgersecond planet carrier
2828
DrehmomentausgangsbauteilTorque output component
2929
DrehachseAxis of rotation
3030th
DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
3131
AntriebsräderDrive wheels
3232
ÜbersetzungsverhältnisGear ratio
3333
Nicht nutzbarer BereichUnusable area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Getriebe (1) für ein Hybridfahrzeug (2), um Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor (3), einem Elektromotor (4) und einem Getriebeausgang (5) zu verbringen, umfassend ein im Drehmomentenfluss liegendes Planetengetriebe (6), welches von einer Steuereinrichtung (7) durch mehrere Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) in mehrere Betriebsarten (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) schaltbar ist, von denen eine Betriebsart (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) ein Rekuperationsbetrieb (9a) ist, in welcher der Verbrennungsmotor (3) antreibend wirkt und der Elektromotor (4) im Generatorbetrieb dazu vorgesehen ist, einen wirkverbundenen Ladungsspeicher (10) aufzuladen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (7) wenigstens ein erster Batterieschonschwellenwert (11) abgelegt ist, der einen Ladezustand (12) des Ladungsspeichers (10) wiedergibt, wobei die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten des ersten Batterieschonschwellenwertes (11) die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) so anzusteuern, dass der Antrieb des Hybridfahrzeuges (2) durch den Verbrennungsmotor (3) erzwungen wird, so dass das Hybridfahrzeug (2) im Rekuperationsbetrieb (9a) betrieben wird.Transmission (1) for a hybrid vehicle (2) in order to pass torque at least between an internal combustion engine (3), an electric motor (4) and a transmission output (5), comprising a planetary gear (6) located in the torque flow, which is controlled by a control device ( 7) can be switched into several operating modes (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) by several switching mechanisms (8a, 8b, 8c), one of which is a recuperation mode (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) (9a), in which the internal combustion engine (3) acts as a driving force and the electric motor (4) is provided in generator mode to charge an operatively connected charge storage device (10), characterized in that at least one first battery protection threshold value (11 ) is stored, which reproduces a state of charge (12) of the charge storage device (10), the control device (7) being set up to switch the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) so a To control that the drive of the hybrid vehicle (2) is forced by the internal combustion engine (3), so that the hybrid vehicle (2) is operated in recuperation mode (9a). Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) voreingerichtet ist, um bei einem gewünschten Abruf von Leistung über eine Extraleistungsschwelle (13) hinaus, die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) so anzusteuern, dass ausschließlich oder zusätzlich auf die Energie des Elektromotors (4) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges (2) zurückgegriffen wird.Gear (1) Claim 1 , characterized in that the control device (7) is pre-set up to control the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) in such a way that the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) are activated exclusively or additionally on the energy of the electric motor ( 4) is used to drive the hybrid vehicle (2). Getriebe (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein strategischer Batterieschwellenwert (14) in der Steuereinrichtung (7) abgelegt ist, wobei die Steuereinrichtung (7) dazu voreingerichtet ist, um bei Unterschreitung des strategischen Batterieschwellenwertes (14) die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) so anzusteuern, dass ein Betrieb des Elektromotors (4) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges nur noch n-Mal möglich ist.Gear (1) Claim 1 or Claim 2 , characterized in that a strategic battery threshold value (14) is stored in the control device (7), the control device (7) being pre-set up to control the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) when the strategic battery threshold value (14) is not reached that the electric motor (4) can only be operated n times to drive the hybrid vehicle. Getriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert n-Mal in Abhängigkeit des abgelegten strategischen Batterieschwellenwertes (14) und weiterer Rahmenbedingungen, wie Gefälle oder Steigung auf dem das Hybridfahrzeug (2) steht, von der Steuereinrichtung (7) bestimmt wird.Gear (1) Claim 3 , characterized in that the value is determined n times by the control device (7) as a function of the stored strategic battery threshold value (14) and other framework conditions, such as downhill or uphill gradient on which the hybrid vehicle (2) is standing. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (7) ein Regelalgorithmus abgelegt ist, der erzwingt, dass, wenn der Ladungsspeicher (10) einen Ladezustand (12) oberhalb des ersten Batterieschonschwellwertes (11) erreicht, die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) so angesteuert werden, dass der Elektromotor (4) zum Antrieb für das Hybridfahrzeug (2) genutzt wird.Gear (1) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that a control algorithm is stored in the control device (7) which forces the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) to switch mechanisms (8a, 8b, 8c) when the charge store (10) reaches a state of charge (12) above the first battery protection threshold (11) be controlled so that the electric motor (4) is used to drive the hybrid vehicle (2). Getriebe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelalgorithmus so ausgelegt ist, dass oberhalb einer gewünschten Zusatzleistungsschwelle (15) die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) von der Steuereinrichtung (7) so angesteuert werden, dass der Elektromotor (4) in einem Peak-Bereich (16) betrieben wird, oder der Verbrennungsmotor (3) zugeschaltet wird, um einen Betrieb in einem Boost-Bereich (17) zu realisieren.Gear (1) Claim 5 , characterized in that the control algorithm is designed so that above a desired additional power threshold (15) the switching mechanisms (8a, 8b, 8c) are controlled by the control device (7) in such a way that the electric motor (4) is in a peak range ( 16) is operated, or the internal combustion engine (3) is switched on in order to implement operation in a boost range (17). Hybridfahrzeug (2) umfassend einen Verbrennungsmotor (3), einen Elektromotor (4) und das Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, um Drehmoment zumindest zwischen dem Verbrennungsmotor (3), dem Elektromotor (4) und dem Getriebeausgang (5) zu verbringen.Hybrid vehicle (2) comprising an internal combustion engine (3), an electric motor (4) and the transmission (1) according to one of the Claims 1 until 6th to spend torque at least between the internal combustion engine (3), the electric motor (4) and the transmission output (5). Verfahren zum Betrieb des Getriebes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für ein Hybridfahrzeug (2), wobei das Getriebe (1) dazu ausgebildet ist, Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor (3), einem Elektromotor (4) und einem Getriebeausgang (5) eines Hybridfahrzeuges (1) zu verbringen, umfassend die folgenden Schritte: - Erfassen des Ladezustandes (12) des Ladungsspeichers (10); - kontinuierliches Analysieren und Verarbeiten des erfassten Ladezustandes (12) durch die Steuereinrichtung (7) des Getriebes (1); - Ansteuern der jeweiligen Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) in Abhängigkeit des Ladezustandes (12), sobald dieser einen vordefinierten ersten Batterieschonschwellenwert (11) unterschreitet, so dass der Antrieb des Hybridfahrzeuges (2) durch den Verbrennungsmotor (3) über die Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) erzwungen wird.Method for operating the transmission (1) according to one of the Claims 1 until 6th for a hybrid vehicle (2), the transmission (1) being designed to deliver torque at least between an internal combustion engine (3), an electric motor (4) and a transmission output (5) of a hybrid vehicle (1), comprising the following steps: - Detecting the state of charge (12) of the charge store (10); - Continuous analysis and processing of the detected state of charge (12) by the control device (7) of the transmission (1); - Activation of the respective switching mechanisms (8a, 8b, 8c) depending on the state of charge (12) as soon as this falls below a predefined first battery protection threshold value (11), so that the drive of the hybrid vehicle (2) by the internal combustion engine (3) via the switching mechanisms ( 8a, 8b, 8c) is forced. Verfahren nach Anspruch 8, zusätzlich umfassend die folgenden Schritte: - Erfassen des Wunsches, ob das Hybridfahrzeuges (2) Leistung oberhalb einer Extraleistungsschwelle (13) abrufen soll; -Ansteuern der jeweiligen Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c) durch die Steuereinrichtung (7), so dass ausschließlich oder zusätzlich auf die Energie des Elektromotors (4) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges (2) zurückgegriffen wird.Procedure according to Claim 8 , additionally comprising the following steps: - detecting the desire whether the hybrid vehicle (2) should call up power above an extra power threshold (13); -Control of the respective switching mechanisms (8a, 8b, 8c) by the control device (7), so that the energy of the electric motor (4) is used exclusively or in addition to drive the hybrid vehicle (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, zusätzlich umfassend die folgenden Schritte: - Vergleichen des erfassten Ladezustandes (12) des Ladungsspeichers (10) mit einem strategischen Batterieschwellenwert (14) durch die Steuereinrichtung (7); - Ansteuern der Schaltmechanismen (8a, 8b, 8c), so dass bei Unterschreitung des strategischen Batterieschwellenwertes (14) ein Betrieb des Elektromotors (4) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges nur noch n-Mal möglich ist.Method according to one of the Claims 8 or 9 , additionally comprising the following steps: - the control device (7) compares the detected state of charge (12) of the charge store (10) with a strategic battery threshold value (14); - Control of the switching mechanisms (8a, 8b, 8c), so that if the strategic battery threshold value (14) is not reached, the electric motor is operated (4) is only possible n times to drive the hybrid vehicle.
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