DE102020202150B4 - Method for operating a hybrid drive train for a motor vehicle with hydraulic actuation for a separating element - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, wobei der Hybrid-Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor, ein Doppelkupplungsgetriebe und eine elektrische Maschine aufweist, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine Doppelkupplung mit einer ersten und einer zweiten Reibkupplung sowie ein erstes und ein zweites Teilgetriebe aufweist, wobei die elektrische Maschine einem der Teilgetriebe zugeordnet ist, und wobei zwischen den zwei Reibkupplungen und dem Verbrennungsmotor eine dritte Kupplung angeordnet ist, wobei die dritte Kupplung ein Trennelement (60) ist, das an einer Getriebeeingangswelle (16) der Doppelkupplung in einem Bauraum eines Zweimassenschwungrads (80) angebracht ist und Getriebebauteile mit einem Hydraulikkreislauf verbunden sind, wobei das Trennelement (60) geöffnet wird, wenn über den Hydraulikkreis und ein hydraulisches Schaltelement von einem Hydraulikvolumenstrom ein Öffnungsdruck aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (60) geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor ein Drehmoment unter einem Schwellwert (102) aufweist, wobei das Trennelement (60) eine Hinterlegung (81) der Verzahnung zu einem Koppelrad (70) des Zweimassenschwungrads (80) aufweist, so dass ein Öffnen des Trennelements (60), auch bei maximalem Druck des Hydraulikfluids nur dann möglich ist, wenn das verbrennungsmotorische Moment sehr gering ist.Method for operating a hybrid drive train for a motor vehicle, the hybrid drive train having an internal combustion engine, a double clutch transmission and an electric machine, the double clutch transmission having a double clutch with a first and a second friction clutch and a first and a second partial transmission, the electric machine is assigned to one of the sub-transmissions, and a third clutch is arranged between the two friction clutches and the internal combustion engine, the third clutch being a separating element (60) which is mounted on a transmission input shaft (16) of the double clutch in an installation space of a two-mass flywheel (80 ) is attached and transmission components are connected to a hydraulic circuit, the separating element (60) being opened when an opening pressure is built up by a hydraulic volume flow via the hydraulic circuit and a hydraulic switching element, characterized in that the separating element (60) is opened when the internal combustion engine has a torque below a threshold value (102), the separating element (60) having a backing (81) of the toothing for a coupling wheel (70) of the dual-mass flywheel (80), so that opening the separating element (60 ), even at maximum hydraulic fluid pressure, is only possible if the combustion engine torque is very low.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, wobei der Hybrid-Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor, ein Doppelkupplungsgetriebe und eine elektrische Maschine aufweist, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine erste und eine zweite Reibkupplung sowie ein erstes und ein zweites Teilgetriebe aufweist, wobei die elektrische Maschine einem der Teilgetriebe zugeordnet ist, und wobei zwischen den zwei Reibkupplungen und dem Verbrennungsmotor eine dritte Kupplung angeordnet ist.The present invention relates to a method for operating a hybrid drive train for a motor vehicle, the hybrid drive train having an internal combustion engine, a dual-clutch transmission and an electric machine, the dual-clutch transmission having a first and a second friction clutch and a first and a second sub-transmission. wherein the electric machine is assigned to one of the partial transmissions, and wherein a third clutch is arranged between the two friction clutches and the internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Hybridisierte Antriebsstränge sind dem Stand der Technik in vielerlei Variationen bekannt geworden. Sie beinhalten ein Getriebe, eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine, sodass die jeweilige Antriebsleistung beider Maschinen kombiniert oder separat an den Abtrieb übertragen werden kann.Hybridized drive trains have become known in many variations in the prior art. They contain a transmission, an internal combustion engine and an electric machine, so that the drive power of both machines can be combined or transmitted separately to the output.
Ist die elektrische Maschine zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe angeordnet oder direkt mit dem Getriebe gekoppelt, können die verbrennungskraftmotorischen Gangstufen von der elektrischen Maschine zumindest teilweise mit genutzt werden.If the electrical machine is arranged between the internal combustion engine and the transmission or is coupled directly to the transmission, the internal combustion engine gears can be used at least partially by the electrical machine.
Der Verbrennungsmotor muss dabei im unbefeuerten Zustand auf Drehzahl gebracht und während des Schaltvorgangs mitgeschleppt werden, was zu einer Vielzahl an Nachteilen führt. Es kann eine Schädigung des Verbrennungsmotors oder des Katalysators auftreten. Zudem muss die elektrische Maschine Momentenkompensation betreiben. Der Fahrer erwartet während der elektrischen Fahrt keine Geräusche vom Verbrennungsmotor.The internal combustion engine must be brought up to speed in the unfired state and be dragged along during the shifting process, which leads to a number of disadvantages. Damage to the internal combustion engine or the catalytic converter can occur. In addition, the electrical machine must operate torque compensation. The driver does not expect any noise from the combustion engine when driving electrically.
Die Regelung ist aufwändig und auch die Anforderung an den Verbrennungsmotor hoch.The control is complex and the demands on the combustion engine are high.
Die zusätzliche Massenträgheit des Verbrennungsmotors im Leistungsfluss während des Gangeinlegens kann ein Problem sein.The additional inertia of the internal combustion engine in the power flow during gear engagement can be a problem.
Daher ist es sinnvoll den Verbrennungsmotor vom Getriebe zu trennen. Die Trennung des Verbrennungsmotors vom Rest des Antriebsstrangs ist dabei aus der
Der Bauraum für eine dritten Kupplung in einem elektrifizierten Antrieb mit Doppelkupplungsgetriebe ist sehr begrenzt und daher ist es wünschenswert eine gut zu integrierende Kupplung zu verwenden.The installation space for a third clutch in an electrified drive with a dual clutch transmission is very limited and it is therefore desirable to use a clutch that can be easily integrated.
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Betätigung für ein Trennelement als dritte Kupplung bereitzustellen, um die Probleme zu lösen.It is an object of the invention to provide a hydraulic actuator for a separator as a third clutch to solve the problems.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, wobei der Hybrid-Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor, ein Doppelkupplungsgetriebe und eine elektrische Maschine aufweist, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine erste und eine zweite Reibkupplung sowie ein erstes und ein zweites Teilgetriebe aufweist, wobei die elektrische Maschine einem der Teilgetriebe zugeordnet ist, und wobei zwischen den zwei Reibkupplungen und dem Verbrennungsmotor eine dritte Kupplung angeordnet ist, wobei die dritte Kupplung ein Trennelement ist, das an einer Getriebeeingangswelle der Doppelkupplung in einem Bauraum eines Zweimassenschwungrads angebracht ist und die Getriebebauteile mit einem Hydraulikkreislauf verbunden sind, wobei das Trennelement geöffnet wird, wenn über den Hydraulikkreis und ein hydraulisches Schaltelement von einem Hydraulikvolumenstrom ein Öffnungsdruck aufbaut wird und wenn der Verbrennungsmotor ein Drehmoment unter einem Schwellwert aufweist.The object is achieved with a method for operating a hybrid drive train for a motor vehicle, the hybrid drive train having an internal combustion engine, a dual-clutch transmission and an electric machine, the dual-clutch transmission having a first and a second friction clutch and a first and a second sub-transmission , wherein the electrical machine is assigned to one of the sub-transmissions, and wherein a third clutch is arranged between the two friction clutches and the internal combustion engine, the third clutch being a separating element which is attached to a transmission input shaft of the double clutch in an installation space of a two-mass flywheel and the transmission components are connected to a hydraulic circuit, the separating element being opened when an opening pressure is built up by a hydraulic volume flow via the hydraulic circuit and a hydraulic switching element and when the internal combustion engine produces a torque below a threshold value.
Dabei ist von Vorteil, dass das Trennelement durch hydraulischen Druck aus seiner normal geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung betätigt wird.The advantage here is that the separating element is actuated by hydraulic pressure from its normally closed position into an open position.
Das Verfahren ist dadurch ausgezeichnet, dass das Trennelement eine Hinterlegung der Verzahnung zu einem Zweimassenschwungrad aufweist, so dass ein Öffnen des Trennelements, auch bei maximalem Druck des Hydraulikfluids nur dann möglich ist, wenn das verbrennungsmotorische Drehmoment sehr gering ist und unter einem Schwellwert liegt.The method is characterized in that the separating element has a backing of the toothing to form a dual-mass flywheel, so that the separating element can only be opened, even at maximum pressure of the hydraulic fluid, if the torque generated by the internal combustion engine is very low and is below a threshold value.
Das Verfahren zeichnet dadurch aus, dass mit steigendem Drehmoment des Verbrennungsmotors die Schliesskraft durch die Hinterlegung erhöht wird.The method is characterized by the fact that the closing force is increased by the backing as the torque of the combustion engine increases.
Dabei wirkt das Trennelement zunächst reibschlüssig.The separating element initially acts by friction.
Weiterhin wirkt das Trennelement in der Endlage formschlüssig.Furthermore, the separating element has a form-fitting effect in the end position.
Ausführungsbeispiel der Erfindungembodiment of the invention
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Trennelements,1 shows a schematic sectional view of a separating element, -
2 zeigt eine graphische Darstellung der Druck-Kraftverhältnisse.2 shows a graphical representation of the pressure-force ratios.
Ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe in elektrifizierter Form ist in der
An dem Zweimassenschwungrad 80 ist eine Aufnahmen 65 für das Trennelement 61 angebunden. Die Aufnahmen 65 weist eine Öffnung auf, in der einen Hülse 66 beweglich gelagert ist. Die Hülse ist mit über einen Ring 69 mit einem Koppelrad 70 verbunden, das einen Synchronring 68 trägt. Die Aufnahme 65 und der Ring 69 bilden einen Bauraum für eine Tellerfeder 67 aus. Der Synchronring 68 weist eine Hinterlegung 81 auf, die auf der Schiebemuffe 69 angeordnet ist. Die Hinterlegung verhindert unter anderem das selbsttätige Trennen der Schaltverzahnung der Schiebemuffe vom Kupplungskörper in geschaltetem Zustand.A
Die Eingangswelle 16 einer Doppelkupplung, bestehend aus einer ersten und zweiten Reibkupplung, wird von der Aufnahmen 65 umfasst. In der Eingangswelle 16 ist der Druckraum 61 angedeutet, der mit der Fluidzuführung 71 verbunden ist.The
Ist der Druckraum 61 nicht mit Druck beaufschlagt, ist das Trennelement 60 geschlossen und die Kraft des Verbrennungsmotors wird direkt über die Eingangswelle 16 übertragen.If the
Wenn das Trennelement 60 betätigt wird, verschiebt der Druck im Druckraum den Stößel 63 nach außen und bringt Kraft auf die Hülse 66 auf. Diese verschiebt sich axial und nimmt dabei gegen die Kraft der Tellerfeder 67 die Aufnahme 65, den Synchronring 68 und die Schiebemuffe 69 mit. Dadurch wird die Aufnahme 65 von der Eingangswelle 16 entkoppelt und der Verbrennungsmotor von der Doppelkupplung getrennt. Das Trennelement 60 ist im unbetätigten Zustand geschlossen (normally closed), sodass eine Betätigung nur für die Dauer einer elektrischen Lastschaltung notwendig ist.When the separating
Der Druckraum 61 ist in über eine Platte 62, die den Stößel 63 trägt verschlossen. Die Ränder der Platte 62, die gegen die Eingangswelle 16 gerichtet sind, können mit einer Dichtung verschlossen sein. Auch der Stößel 63 selbst kann mit Dichtungen in der Aussparung der Eingangswelle 16 geführt sein.The
Alternativ zu einer Dichtung kann die Eingangswelle 16 um den Stößel 63 herum mit einem Faltenbalg geschlossen sein, der einen dichtende Membran bildet, aber die Bewegung des Stößels 63 nicht behindert.As an alternative to a seal, the
Die Aktuierung des Stößels 63 erfolgt hydraulisch. Ein bestehendes Schaltventil im Hydraulikkreis des Getriebes, das den Kühlölvolumenstrom zwischen der Doppelkupplung und der elektrischen Maschine aufteilt, wird um eine Schaltstellung erweitert. In dieser zusätzlichen Schaltstellung wird der Druckraum 61 zur Betätigung des Stößels 63 mit Hydraulikfluid gefüllt. Je nach Auslegung des hydraulischen Systems kann parallel dazu die Doppelkupplung und die elektrische Maschine EM gekühlt werden. Somit ist zur Betätigung des Trennelements 60 kein weiterer Motor notwendig, es muss lediglich das ohnehin bestehende Schaltventil im Hydraulikkreis erweitert werden.The
Das Trennelement 60 wirkt zunächst reibschlüssig, um die je nach Fahrsituation anliegende Differenzdrehzahl zwischen Zweimassenschwungrad 80 und Kupplungsprimärseite an der Eingangswelle 16 abzubauen, und erst in Endlage formschlüssig.The separating
Dazu ist das Trennelement 60 auf der Sekundärseite des Zweimassenschwungrads 80 radial geschachtelt verbaut.For this purpose, the separating
Die Betätigung des Trennelements 60 erfolgt über den vorhandenen Hydraulikpfad der Doppelkupplung, idealerweise mit geringem Druck. Der Hydraulikpfad verläuft in den Hohlwellen der Doppelkupplung und dient auch zur Kühlung der beiden Reibkupplungen.The separating
Um ein vom betroffenen Hydraulikpfad unabhängiges Öffnen und Schließen des Trennelements 60 zu gewährleisten, ist dieses so auszulegen, dass mit ansteigendem Drehmoment des Verbrennungsmotors die Schließwirkung/Schließkraft erhöht wird. Ein solches Verhalten wird durch Hinterlegungen 81 in der Verzahnung erreicht.In order to ensure that the separating
Im vorliegenden Fall sorgt die Hinterlegung 81 dafür, dass ein Öffnen des Trennelements 60, auch bei maximalem Kupplungsvolumenstrom/maximalem Druck nur dann möglich ist, wenn das verbrennungsmotorische Moment sehr gering ist.In the present case, the
In
Die horizontale Gerade 104 zeigt den Zustand an, indem die Federkraft der Tellerfeder 68 an der Schiebemuffe 69 anliegt, aber der Verbrennungsmotor kein Drehmoment liefert. Entlang der Geraden 100, die die Ausrückkraft darstellt, werden die Bereiche getrennt, in denen das Trennelement 60 geschlossen oder, wie im gestreiften Bereich dargestellt, geöffnet ist. Die Geraden 104 bis 101 zeigen die jeweilige Federkraft plus ein steigendes Drehmoment des Verbrennungsmotors an. Die Gerade 104 repräsentiert die Federkraft ohne ein Drehmoment des Verbrennungsmotors, die Gerade 103 stellt die Federkraft plus ein Drehmoment, das dem Schwellwert Nx entspricht. Die weitern Gerade haben steigende Drehmomente N des Verbrennungsmotors.The horizontal
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es das Trennelement 60 zu öffnen, wenn der Volumenstrom des Hydraulikfluids maximal ist und das Drehmoment des Verbrennungsmotors VM unter einem Schwellwert von xNm liegt, was mit dem Graphen 102 dargestellt ist. In diesem Zustand überwiegt die Ausrückkraft der Feder.The method according to the invention allows the separating
Das Trennelement 60 öffnet nicht, wenn unter maximalem Volumenstrom das Drehmoment des Verbrennungsmotors über dem Schwellwert 102 liegt. In diesem Zustand überwiegt die Rückhaltekraft der Hinterlegung am Synchronring 68 zur Schiebemuffe 69 hin.The separating
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2020
- 2020-02-19 DE DE102020202150.3A patent/DE102020202150B4/en active Active
Patent Citations (3)
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