DE102021204585A1

DE102021204585A1 - Hybridgetriebe mit linearer Federkennlinie, Fahrzeug, Anlassverfahren und Steuergerät

Info

Publication number: DE102021204585A1
Application number: DE102021204585.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Hertel; Daniel Lorenz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-11-10
Also published as: WO2022233910A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (2), aufweisend einen Drehschwingungsausgleicher (4), an den ein Verbrennungsmotor (5) anschließbar ist, und einen zum Antreiben eines Fahrzeugs (1) vorbereiteten Elektromotor (3), wobei der Elektromotor (3) mit dem Drehschwingungsausgleicher (4) zum Übertragen eines Drehmoments geeignet verbunden ist, wobei der Drehschwingungsausgleicher (4) eine lineare Federkennlinie aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hybridgetriebe, aufweisend einen Drehschwingungsausgleicher, an den ein Verbrennungsmotor anschließbar ist, und einen zum Antreiben eines Fahrzeugs vorbereiteten Elektromotor, wobei der Elektromotor mit dem Drehschwingungsausgleicher zum Übertragen eines Drehmoments geeignet verbunden ist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der an den Anschluss des Hybridgetriebes angeschlossen ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Anlassen eines an den Drehschwingungsausgleicher des Hybridgetriebes angeschlossenen Verbrennungsmotors durch den Elektromotor. Schließlich bezieht sich die Erfindung auf ein Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Aus Verbrauchsgründen gibt es zunehmend Fahrzeuge mit einem Hybridantriebstrang aufweisend einen Elektromotor, der Teil eines Hybridgetriebes ist, und einen damit verbundenen Verbrennungsmotor, wobei beide Motoren jeweils zumindest teilweise das Fahrzeug antreiben.
Die gattungsbildende DE 10 2017 221 775 A1 offenbart einen Hybridantriebsstrang für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der dazu ausgelegt ist, ein Drehmoment auf zumindest eine Antriebsachse zu übertragen. Eine Eingangswelle eines Getriebes ist mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden, um ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor auf die Eingangswelle und weiter auf eine Antriebsachse zu übertragen. Die Eingangswelle und die Antriebswelle des Verbrennungsmotors sind parallel zueinander angeordnet. Außerdem ist ein Elektromotor mit der Eingangswelle verbunden.
Die DE 10 2018 128 650 A1 offenbart ein Hybrid-Antriebssystem mit einem Elektromotor, welcher ein Drehmoment über einen kurzschließbaren Drehmomentwandler und eine Abtriebseinrichtung an Räder ein Fahrzeug abgeben kann. Dazu teilweise parallel kann ein Verbrennungsmotor sein Drehmoment über ein Übersetzungsgetriebe an die Abtriebseinrichtung und weiter an die Räder abgeben.
Fahrer erwarten von einem Fahrzeug neben einem niedrigen Energieverbrauch auch einen angenehmen Komfort. Den Komfort beeinträchtigen Drehschwingungen des Verbrennungsmotors, welche durch periodische Massekräfte und Gaskräfte bei einem Anlassen wie bei einem Antreiben entstehen. Ein Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs weist typisch eine erste Eigenfrequenz zwischen 900 und 1300 U/Min auf. Daher wird diese erste Eigenfrequenz beim Anlassen, bei einem niedertourigen Fahren und insbesondere bei einem verzögernden Einsatz des Verbrennungsmotors, umgangssprachlich „Motorbremse“, durchlaufen, sodass starke Vibrationen fühlbar werden und einen Komfort beeinträchtigen. Bekannt ist, zum Vermindern dieser Drehschwingungen einen Drehschwingungsausgleicher zu verwenden. Dieser ist häufig in ein Zweimassenschwungrad integriert oder weniger wirksam und kostengünstiger mit einem Einmassenschwungrad kombiniert in einer Kupplungsscheibe integriert. Durch das Zweimassenschwungrad wird die erste Eigenkreisfrequenz typisch so weit abgesenkt, dass sie nur während des Anlassens durchlaufen und angeregt wird.
Die DE 10 2012 211 093 A1 erläutert für ein Zweimassenschwungrad unterschiedliche Federkennlinien. Ein Bogenfedersystem mit gleichzeitig komprimierten Federn führt zu einer linearen Federkennlinie, welche einen Motorstart erschwert. Auch eine zweistufig verlaufende Federkennlinie ist sehr steif und erschwert einen Motorstart. Eine dreistufig verlaufende Federkennlinie ist sehr schwierig zu realisieren. Vorgeschlagen wird schließlich eine Federkennlinie mit einem zweistufigen Verlauf mit deutlich unterschiedlichen Teil-Steifigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fahrkomfort eines Hybridgetriebes zu verbessern.
Aus Kostengründen sollen dieselben Komponenten für PKWs, SUVs (sport utility verhicle, etwa Stadtgeländewagen) und LCVs (light commercial vehicle, etwa Lieferwagen) verwendet werden können. Eine weitere Aufgabe kann also darin bestehen, das Hybridgetriebe an den Bauraum eines Fahrzeugs, insbesondere eines PKWs, SUVs und/oder LCVs anzupassen.
Des Weiteren sollen branchentypische Anforderungen der Fahrzeugindustrie, insbesondere der Automobilindustrie nach Möglichkeit berücksichtigt werden, diese können insbesondere Forderungen nach einem möglichst geringen Bauraum, einem möglichst geringen Gewicht, möglichst geringen Herstellungskosten und/oder einem möglichst geringen Verbrauch sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Zum Lösen der Aufgabe sieht die Erfindung vor ein Hybridgetriebe aufweisend einen Drehschwingungsausgleicher, an den ein Verbrennungsmotor anschließbar ist, und einen zum Antreiben eines Fahrzeugs vorbereiteten Elektromotor, wobei der Elektromotor mit dem Drehschwingungsausgleicher zum Übertragen eines Drehmoments geeignet verbunden ist, wobei der Drehschwingungsausgleicher eine lineare Federkennlinie aufweist.
Der zum Antreiben eines Fahrzeugs vorbereitete Elektromotor und die lineare Federkennlinie ermöglichen in der erfindungsgemäßen Kombination zumindest die folgenden Verbesserungen:

Indem der Elektromotor zum Antreiben eines Fahrzeugs vorbereitet ist, verfügt er im Gegensatz zu einem üblichen Startermotor über genügend Drehmoment, um den Verbrennungsmotor zündungsfrei bzw. einspritzungsfrei bis über die erste Eigenfrequenz zu beschleunigen. Dadurch wird erstens vermieden, dass im Bereich der ersten Eigenfrequenz im anschließbaren Verbrennungsmotor Gaskräfte entstehen, welche die erste Eigenschwingung anregen könnten.

Ein Bauraum für eine Federung ist stets beschränkt. Indem der Drehschwingungsausgleicher eine lineare Federkennlinie aufweist, wird die flachste mögliche Kennlinie bezüglich des gesamten Federwegs erreicht. Also wird über den gesamten Federweg eine weiche Federung erreicht, sodass zweitens im Betrieb auftretende periodische Kräfte mit niedriger Federsteifigkeit gut entkoppelt werden können.
Indem der Elektromotor geeignet ist, den anschließbaren Verbrennungsmotor bis über die erste Eigenfrequenz zu beschleunigen, kann auf die sog. Startstufe, gemeint ist bei einem zwei- oder mehrstufigem Federverlauf eine besonders flache Stufe, verzichtet werden. Dadurch wird für die lineare Federkennlinie ein größerer Federweg in einem stets konstruktiv begrenzten maximalen Verdrehwinkel verfügbar zum Ausgleichen einer verbrennungsmotorischen Antriebsschwingung, sodass drittens die Federkennlinie im Fahrbereich eine besonders niedrigere Federsteifigkeit aufweist, was eine Schwingungsentkopplung nochmals verbessert.
Indem der Elektromotor zum Antreiben eines Fahrzeugs ausgelegt ist und daher den anschließbaren Verbrennungsmotor bis zu einer Drehzahl über der Leerlaufdrehzahl beschleunigen kann, kann der anschließbare Verbrennungsmotor in einem vergleichsweise schmalen Drehzahlband betrieben werden. Daher kann die Federung auf einen schmalen Drehzahlbereich ausgelegt werden, und daher viertens im schmalen Drehzahlbereich besonders wirksam Drehschwingungen dämpfen.
Eine lineare Federkennlinie ist leichter auszulegen und daher günstiger zu entwerfen und zu adaptieren als eine mehrstufige Federkennlinie. Im Vergleich entfällt das Auslegen der Abstufung. Also kann fünftens ein kostengünstigeres Hybridgetriebe erhalten werden.
Eine lineare Federkennlinie ermöglicht ein Baukastensystem mit weniger Varianten als eine mehrstufige Federkennlinie. Es müssen also weniger Bauteile entworfen, validiert, abgestimmt und hergestellt werden. Weiters kann die Montage vereinfacht werden. Also kann sechstens ein nochmals kostengünstigeres Hybridgetriebe erhalten werden.
Mit anderen Worten, die Erfindung sieht vor ein Schwingungsbegrenzungssystem, welches die Schwingungen zumindest auf ein akzeptables und niedriges Niveau ausgleicht bzw. begrenzt, hemmt oder dämpft, welche aus dem anschließbaren verbrennungsmotorischen Teil eines resultierenden Hybridantriebstrangs resultieren.
Der Drehschwingungsausgleicher kann zum Anschließen des anschließbaren Verbrennungsmotors einen Flansch, der beispielsweise zu einem Kurbelwellenflansch einer Kurbelwelle des anschließbaren Verbrennungsmotors komplementär ist, einen Teil einer Welle-Nabe-Verbindung und/oder ein Schwungrad oder eine Primärmasse eines Zweimassenschwungrads enthalten. Der Drehschwingungsausgleicher ist nicht darauf beschränkt, dass ein anschließbarer Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle aufweist. Der Drehschwingungsdämpfer ist vorzugsweise ausgelegt zum Dämpfen periodischer Drehungleichförmigkeiten, wie Massekräfte und Gaskräfte eines anschließbaren Verbrennungsmotors, und aperiodischer Drehungleichförmigkeiten, wie Stöße aus Lastfällen und dergleichen. Ist der Verbrennungsmotor unmittelbar an den Drehschwingungsausgleicher anschließbar, kann der Drehschwingungsausgleicher aufwandsparend ein Schwungrad integrieren.
Ist der Elektromotor zum alleinigen Antreiben eines Fahrzeugs geeignet, kann kostensparend auf einen weiteren Elektromotor verzichtet werden. Der Elektromotor kann ein Motorgenerator sein, der vorteilhaft zum Laden eines Energiespeichers ausgelegt ist.
Vorzugsweise ist das Hybridgetriebe dazu ausgelegt, dass der anschließbare Verbrennungsmotor sowohl als Reichweitenverlängerer, der über eine Generatorfunktion des Elektromotors Strom erzeugt, wie auch als Direktantrieb eingesetzt werden kann. Dies erspart eine verlustbehaftete Umwandlung von kinetischer Leistung in elektrische Leistung und zurück in kinetische Leistung, sodass der Wirkungsgrad erhöht wird.
Im Hybridgetriebe kann zwischen dem Elektromotor und dem Drehschwingungsdämpfer eine Verzweigung angeordnet sein, welche zum Übertragen eines Drehmoments geeignet mit einem Abtrieb des Hybridgetriebes verbunden ist. Die Verzweigung kann beschrieben werden als eine Leistungsverzweigung, welche die antreibenden oder verbrauchenden Leistungen jeweils des anschließbaren Verbrennungsmotors, des Elektromotors und des Abtriebs miteinander je nach Fahrmodus koppelt. Die Verzweigung kann eine starre Verzweigung sein oder enthalten, welche zwischen dem anschließbaren Verbrennungsmotor, dem Elektromotor und dem Abtrieb ein festes Drehzahlverhältnis vorgibt. Diese Lösung ist sehr kostengünstig und robust. Die Verzweigung kann auch ein Ausgleichsgetriebe, wie ein Planetengetriebe sein oder enthalten, welches zwischen dem anschließbaren Verbrennungsmotor, dem Elektromotor und dem Abtrieb ein Drehmomentverhältnis vorgibt, sodass kleinere Drehzahlschwankungen zwischen dem Elektromotor und dem anschließbaren Verbrennungsmotor nicht zu einer Verspannung im Hybridgetriebe führen. Optional kann das Ausgleichsgetriebe sperrbar bzw. kurzschließbar sein, um Ausgleichsverluste zu verhindern oder zu vermindern. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Verzweigung unmittelbar mit dem Elektromotor, etwa einem Rotor des Elektromotors gekoppelt sein, sodass sie als direkter Angriffspunkt des Elektromotors dient. Der Abtrieb kann ein Übersetzungsgetriebe, welches eine veränderbare Übersetzung bereitstellt, eine Welle, eine Achsübersetzung, ein Differential und/oder ein Raduntersetzung enthalten. Jede der genannten Abtrieb-Formen ist vorteilhaft einsetzbar.
Das Hybridgetriebe kann ein Übersetzungsgetriebe enthalten, das eine veränderbare Übersetzung bereitstellt. Dies ermöglicht, den anschließbaren Verbrennungsmotor in einem breiten Fahrgeschwindigkeitsband als Direktantrieb zu nutzen. Das Übersetzungsgetriebe kann beispielsweise zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und dem Elektromotor bzw. der Verzweigung oder zwischen dem Elektromotor bzw. der Verzweigung und einem bzw. dem Abtrieb angeordnet sein. Ist das Übersetzungsgetriebe zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und dem Elektromotor bzw. der Verzweigung angeordnet, kann der Elektromotor ohne das Übersetzungsgetriebe direkt auf einen bzw. den Abtrieb wirken, sodass der Elektromotor sehr effizient betreibbar ist. Ist das Übersetzungsgetriebe zwischen dem Elektromotor bzw. der Verzweigung und einem bzw. dem Abtrieb angeordnet, kann ein im Verhältnis kleinerer Elektromotor mit entsprechend hoher Effizienz verbaut werden; außerdem ist diese Anordnung bezüglich der Größe und Position in vielen Bauraumszenarien vorteilhaft.
Das Übersetzungsgetriebe kann ein kostengünstiges manuell betätigbares Schaltgetriebe (MT) sein. Ist das Übersetzungsgetriebe ein automatisiertes oder automatisches Getriebe, kann eine Steuerstrategie die Übersetzung und ein durch den Elektromotor abgegebenes Drehmoment besonders effizient steuern. Insbesondere kommen ein automatisiertes Schaltgetriebe (AMT), ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT), ein Stufenautomatikgetriebe (AT), ein elektrisch leistungsverzweigtes Getriebe, ein hydraulisch leistungsverzweigtes Getriebe und Sonderformen wie ein stufenlos veränderlich übersetzendes Getriebe (CVT) in Betracht. Je höher die Gangzahl bzw. Spreizung des Getriebes ist, desto schmalbandiger kann der Verbrennungsmotor betrieben werden, wodurch die periodischen und aperiodischen Drehungleichförmigen besser ausgeglichen, wie gedämpft und/oder getilgt, werden können.
Falls der Elektromotor und das Übersetzungsgetriebe konzentrisch oder achsparallel angeordnet und der Verbrennungsmotor zum Übersetzungsgetriebe achsparallel anschließbar sind, ist ein besonders kompakter Bauraum erzielbar. Insbesondere für Kleinwagen in typischer Front-Quer-Konfiguration wird das Hybridgetriebe somit besonders geeignet.
Da der Drehschwingungsausgleicher die lineare Federkennlinie aufweist, hat er eine Rückstelleigenschaft. Der Drehschwingungsausgleicher bewirkt also zumindest ein Rückstellen einer drehbewegbaren Eingangsseite in einen konstruktiv festgelegten Relativwinkel zu einer drehbewegbaren Ausgangsseite. Mit anderen Worten, die Federkennlinie beschreibt einen rückstellenden Drehmomentverlauf bezüglich einer Relativverdrehung zwischen einem primären bzw. verbrennungsmotorischen bzw. externen bzw. anschlussseitigen Eingang des Drehschwingungsausgleichers und einem sekundären bzw. hybridgetriebeseitigen bzw. internen bzw. abtriebsseitigen Ausgang des Drehschwingungsausgleichers.
Um eine Schwingungsanregung des Hybridantriebsstrangs zu vermeiden, verfügt der Drehschwingungsausgleicher vorzugsweise über eine Dämpfereigenschaft. Der Drehschwingungsausgleicher bewirkt also einen internen Energieaufbrauch, sodass eine Auslenkung des Relativwinkels zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite abklingt. Wegen der genannten vorteilhaften Eigenschaften der Kombination des zum Antreiben eines Fahrzeugs vorbereiteten Elektromotors mit dem Drehschwingungsausgleicher mit linearer Federkennlinie wird es in vielen Applikationen ausreichen, dass der Drehschwingungsausgleicher ein reiner Federdämpfer ist.
Andererseits kann der Fahrkomfort nochmals gesteigert werden, indem der Drehschwingungsausgleicher zusätzlich noch eine Tilgerfunktion aufweist. Übliche Bauformen umfassen einen Fliehkrafttilger und/oder einen federgelagerten Tilger. Die erfindungsgemäße lineare Federkennlinie betrifft vorzugsweise nicht eine Federabstützung einer Tilgermasse. Mit anderen Worten: die erfindungsgemäße Federkennlinie charakterisiert zumindest ein Federelement, welches vorzugsweise in einem zum Antreiben des Fahrzeugs geeigneten Leistungsübertragungspfad zwischen dem anschließbaren Verbrennungsmotor und dem Elektromotor und/oder einem Abtrieb des Hybridgetriebes angeordnet bzw. geschaltet ist.
Vorzugsweise ist die Federkennlinie symmetrisch für einen Schubbetrieb und für einen Zugbetrieb. In dem Schubbetrieb wird der anschließbare Verbrennungsmotor durch den Elektromotor und/oder das Fahrzeug angetrieben („geschoben“). Im Zugbetrieb werden der Elektromotor und/oder das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben („gezogen“). Mit anderen Worten, die Federkennlinie verläuft vorzugsweise zwischen zwei maximalen Auslenkungen linear. Hierdurch wird jede Drehunregelmäßigkeit besonders gleichmäßig ausgeglichen.
Werden der Elektromotor und eine Sekundärmasse des Drehschwingungsausgleichers durch eine schaltbare Kupplung trennbar zum Drehmomentübertragen verbunden, dann bewirkt die Sekundärmasse bei geöffneter Kupplung ein Tilgen von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors. Dies steigert nochmals den Komfort. Als Kupplung können beispielsweise eine nass oder trocken laufende Ein- oder Mehrscheibenkupplung und/oder eine Lamellenkupplung verwendet werden.
Die Federkennlinie beschreibt eine Elastizität zumindest einer Federeinrichtung. Eine Federeinrichtung kann eine Feder sein. Die Federeinrichtung oder Federeinrichtungen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung um eine Welle wirkend angeordnet. Beispielsweise kann eine Federeinrichtung eine bogenförmig und/oder tangential angeordnete Schraubenfeder sein. Beispielsweise kann eine Federeinrichtung eine zumindest teilweise radial angeordnete Feder mit einem Umlenkhebel sein.
Eine Federeinrichtung kann eine Reihenschaltung zumindest zweier Federeinrichtungen sein; diese sind also Federweg-addierend bzw. Federwinkeladdierend verschaltet. Eine Federeinrichtung kann eine Parallelschaltung zumindest zweier Federeinrichtungen sein; diese sind also Federkraft-addierend bzw. Federmoment-addierend verschaltet. Die Federkennlinie beschreibt vorzugsweise in beide Drehrichtungen eine Elastizität zumindest einer Federeinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beschreibt die lineare Federkennlinie eine kombinierte Elastizität zumindest zweier parallel geschalteter erster Federeinrichtungen, welche jeweils zumindest zwei in Reihe geschaltete zweite Federeinrichtungen enthalten. Indem zwei erste Federeinrichtungen parallelgeschaltet werden, können hohe Drehmomente übertragen werden, ohne dass eine einzelne erste Federeinrichtung vollständig komprimiert und somit in Komforthinsicht wirkungslos würde. Indem je erster Federeinrichtung mehrere zweite Federeinrichtungen vorgesehen sind, kann einerseits bei bogenförmig angeordneten Federn eine Fliehkraftreibung je Windung durch Verwenden geeigneter Lagerschuhe reduziert werden, und kann andererseits kostensparend ein Baukastensystem entwickelt werden.
Ein besonders kostensparendes Baukastensystem wird erhalten, wenn die zweiten Federeinrichtungen je Hybridgetriebe maximal zwei unterschiedliche Typen von Federeinrichtung enthalten. Rein beispielsweise könnten je zweiter Federeinrichtung vier Standardfedern und eine applikationsspezifische Feder eingesetzt werden.
Das Baukastensystem kann auch einen Platzhalter umfassen, welcher anstelle einer zweiten Federeinrichtung in eine erste Federeinrichtung aufnehmbar ist. Somit kann mit einfachen Mitteln ein steilerer Kennlinienverlauf erreicht werden. Vorzugsweise weist jede erste Federeinrichtung gleich viele Platzhalter auf, sodass sich die ersten Federeinrichtungen symmetrisch verhalten.
Sind die zweiten Federeinrichtungen und ggf. der Platzhalter bezüglich ihrer relativen Position im Drehschwingungsausgleicher austauschbar, kann wegen dynamischer Effekte, hauptsächlich Fliehkraft-verstärkter Reibung, die Zahl erzielbarer Kennlinien ohne Erhöhen der Zahl der Varianten der zweiten Federeinrichtungen nochmals erhöht werden. Mit anderen Worten: Die zweiten Federeinrichtungen einschließlich des Platzhalters genügen vorteilhafterweise einem einheitlichen Formfaktor.
Hybridantriebe werden zunehmend in einer Front-Quer-Anordnung oder in einer Heck-Quer-Anordnung verbaut, weil dies Fahrzeugentwicklern im Vergleich zu einer Front-Längs-Anordnung beispielsweise einen lange Fahrzeuginnenraum, eine große frontale Knautschzone, einen in Längsrichtung zentraleren Fahrzeugschwerpunkt oder einen verhältnismäßig einfach umsetzbaren Fahrzeugbaukasten ermöglicht. Die Quer-Anordnungen müssen aber in enge Bauräume passen.
Für solche engen Bauräume bei einem PKW, SUV oder LCV und/oder um einen in Querrichtung zentraleren Schwerpunkt zu ermöglichen ist von Vorteil, wenn der anschließbare Verbrennungsmotor und ein diesem nachgeschaltetes Glied, wie das Übersetzungsgetriebe oder die Verzweigung, achsparallel angeordnet und über einen ersten Quertrieb verbunden sind. Der Drehschwingungsausgleicher ist vorzugsweise zwischen dem anschließbaren Verbrennungsmotor und dem ersten Quertrieb angeordnet werden. Dadurch können von einem bestehenden Drehschwingungsausgleicher Gleichteile kostengünstig übernommen werden. Andererseits können so Drehschwingungen mit Komfortgewinn von dem Quertrieb ferngehalten werden.
Für die engen Bauräume bei einem PKW, SUV oder LCV und/oder um einen in Querrichtung zentraleren Schwerpunkt zu ermöglichen ist genauso von Vorteil, wenn der Elektromotor und ein diesem nachgeschaltetes Glied, wie das Übersetzungsgetriebe oder die Verzweigung, achsparallel angeordnet und über einen zweiten Quertrieb verbunden sind.
Der erste Quertrieb und der zweite Quertrieb können jeweils und voneinander unabhängig beispielsweise ein Kettentrieb, ein Riementrieb und/oder ein Zahnradgetriebe, wie eine sog. Räderkette, sein.
Falls einer der Quertriebe ein kraftschlüssiger Riementrieb ist, begrenzt der Kraftschluss das durch den Quertrieb übertragbare Drehmoment. Der Quertrieb kann also zumindest ein Teil der jeweiligen Kupplung sein. Durch Verwenden eines einstellbaren Riemenspanners kann das übertragbare Drehmoment eingestellt werden. Durch Verwenden eines schaltbaren Riemenspanners kann der Riementrieb eine jeweilige das übertragbare Drehmoment begrenzende und schaltbare Kupplung sein.
Generell wird bevorzugt, dass das Nenndrehmoment des Elektromotors niedriger als das Nenndrehmoment eines anschließbaren Verbrennungsmotors ist, weswegen als erster Quertrieb ein Kettentrieb oder Zahnriementrieb bevorzugt wird, und als zweiter Quertrieb ein kraftschlüssiger Riementrieb bevorzugt wird.
Bei beiden Quertrieben wird ein möglichst niedriges Übersetzungsverhältnis angestrebt, vorzugsweise 1:1, um die Drehmomente auf den abtriebsseitigen Komponenten möglichst niedrig zu halten. Falls jedoch das Übersetzungsgetriebe zwischen dem ersten Quertrieb und dem Drehschwingungsausgleicher angeordnet wird, kann der erste Quertrieb mit einem höheren Übersetzungsverhältnis als Achsübersetzung ausgeführt werden, sodass die Zahl der verbauten Komponenten reduziert werden kann.
Zum Lösen der Aufgabe sieht die Erfindung weiterhin vor ein Fahrzeug aufweisend einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor an den Drehschwingungsausgleicher eines Hybridgetriebes wie vorstehend beschrieben angeschlossen ist. Das Hybridgetriebe kombiniert den zum Antreiben des Fahrzeugs vorbereiteten Elektromotor mit der linearen Federkennlinie des Drehschwingungsausgleichers, sodass die genannten Vorteile erreicht werden.
Der Komfort lässt sich nochmals steigern, indem eine Schwingungsamplitude einer Schwingung im Antriebstrang nochmals gesenkt wird. Hierzu kann als Drehschwingungsausgleicher ein Zweimassenschwungrad verwendet werden, welches im Fahrzeug zwei wirksame träge Massen bildet, die voneinander um höchstens 25% abweichen. Als wirksame träge Masse gilt hierbei die Masse des jeweiligen Schwungrads zuzüglich steifer Anbauteile. Beispielsweise ergibt sich eine wirksame träge Masse auf der Primärseite aus einem Primärschwungrad und einem Teil der Kurbelwelle mit einem Teil der Pleuel und Kolben eines herkömmlichen Verbrennungsmotors. Beispielsweise ergibt sich die wirksame träge Masse auf der Sekundärseite aus einem Sekundärschwungrad, einer Druckplatte und einem kurzen Wellenstück, insofern als von einer vergleichsweise hohen Steifigkeit der Welle ausgegangen werden kann. Beispielsweise kann bei einem bauraumgünstig auf die Sekundärmasse folgenden Quertrieb ein Antriebsrad bzw. Antriebszahnrad zur wirksamen trägen Masse auf der Sekundärseite gezählt werden.
Das Fahrzeug kann auch ein nachstehend näher beschriebenes Steuerungssystem enthalten, welches steuerfähig und vorzugsweise regelfähig iSv. rückmeldungssteuerfähig mit dem Hybridgetriebe und dem angeschlossenen Verbrennungsmotor verbunden ist. Das Steuergerät kann dazu als separates Steuergerät, als Teil eines Verbrennungsmotorsteuergeräts, als Teil eines Hybridgetriebesteuergeräts oder als Teil eines sonstigen allgemeineren Steuergeräts realisiert sein.
Je größer die abgebbare Leistung des Elektromotors im Verhältnis zur abgebbaren Leistung des Verbrennungsmotors ist, desto größer wird der rein elektrisch angetriebene Anteil einer gefahrenen Strecke. Daher beträgt die abgebbare Leistung des Elektromotors vorzugsweise mindestens 50% der abgebbaren Leistung des Verbrennungsmotors. Indem ein Elektromotor mit großer abgebbarer Leistung vorgesehen wird, kann eine Spreizung der abgebbaren Leistung des Verbrennungsmotors enger gehalten werden. Letztlich sind Verbrennungsmotoren mit 2 bis 6 Zylindern bevorzugt. Dabei gilt, dass periodische Massekräfte umso besser verbrennungsmotorintern konstruktiv ausgeglichen werden können, je größer die Zylinderzahl ist. Somit kann der Fahrkomfort nochmals gesteigert werden. Die Kombination mit dem bevorzugt leistungsstarken Elektromotor senkt andererseits das abzugebende Drehmoment des Verbrennungsmotors; daher kann eine Variantenvielfalt des Drehschwingungsausgleichers gesenkt werden, sodass Auslegungsaufwand, Entwicklungsaufwand und Teileaufwand noch weiter gesenkt werden können.
Zum Lösen der Aufgabe sieht die Erfindung außerdem vor ein Verfahren zum Anlassen eines an den Drehschwingungsausgleicher eines Hybridgetriebes wie vorstehend beschrieben angeschlossenen Verbrennungsmotors durch den Elektromotor, wobei das Verfahren aufweist ein zündungsfreies bzw. einspritzungsfreies Beschleunigen des Verbrennungsmotors bis über eine erste Antriebsstrangeigenfrequenz. Das Verfahren realisiert unmittelbar, dass Gaskräfte im Verbrennungsmotor im Bereich der ersten Eigenfrequenz vermieden werden, und es ermöglicht die übrigen genannten Vorteilen der Kombination des zum Antreiben eines Fahrzeugs vorbereiteten Elektromotors mit dem Drehschwingungsausgleicher mit linearer Federkennlinie.
Zum Lösen der Aufgabe sieht die Erfindung schließlich vor ein Steuergerät, das zum Steuern eines Hybridgetriebes wie vorstehend beschrieben und eines daran angeschlossenen Verbrennungsmotors eingerichtet ist, wobei das Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens wie vorstehend beschrieben eingerichtet ist. Somit hat das erfindungsgemäße Steuergerät dieselben Vorteile wie das erfindungsgemäße Hybridgetriebe, das erfindungsgemäße Fahrzeug und das erfindungsgemäße Verfahren.
Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
Figurenliste
Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, dabei zeigen:

1 einen Vergleich einer linearen Federkennlinie gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer zweistufigen Federkennlinie,
2 ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Hybridgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform,
3 ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Hybridgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform,
4 ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Hybridgetriebe gemäß einer dritten Ausführungsform,
5 ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Hybridgetriebe gemäß einer vierten Ausführungsform,
6a bis 6c jeweils einen Drehschwingungsausgleicher einer fünften bis siebten Ausführungsform,
7a bis 7c jeweils einen Drehschwingungsausgleicher einer achten bis zehnten Ausführungsform,
8 einen Vergleich linearer Kennlinien gemäß der achten bis zehnten Ausführungsformen,
9 einen Drehschwingungsausgleicher einer elften Ausführungsform, und
10 einen Vergleich linearer Kennlinien gemäß der fünften und elften Ausführungsformen.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform wird nun anhand der 1 und 2 beschrieben.
Die 2 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem front-quer eingebautem Hybridgetriebe 2. Das Hybridgetriebe 2 enthält einen Elektromotor 3, der zum Antreiben des Fahrzeugs 1 vorbereitet ist, sowie einen Drehschwingungsausgleicher 4.
Die 1 ist ein Steifigkeitsdiagramm, wobei ein Drehmoment M über einem Verdrehwinkel phi aufgetragen ist. Der Drehschwingungsausgleicher 4 weist eine lineare Federkennlinie L1 auf. Die lineare Federkennlinie L1 wird in der 1 einer generischen zweistufigen Federkennlinie L2 gegenübergestellt. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass die Federkennlinie L1 als lineare Federkennlinie über den gesamten Verdrehwinkel phi hinweg dieselbe Steifigkeit, also denselben Drehmomentzuwachs je Verdrehwinkel, zeigt. Demgegenüber zeigt die zweistufige Federkennlinie L2 ausgehend vom Ursprung des Diagramms eine flache, also nachgiebige Startstufe, an die sich eine steile, also steife Fahrstufe anschließt. Wegen dieser steifen Fahrstufe werden im Fahrbetrieb durch die zweistufige Federkennlinie L2 verhältnismäßig viele Anteile der Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors 5 an das restliche Hybridgetriebe 2 weitergegeben. Wegen der weicheren linearen Federkennlinie L1 werden im Fahrbetrieb verhältnismäßig weniger Anteile der Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors 5 an das restliche Hybridgetriebe 2 weitergegeben. Das Fahrzeug 1 mit dem Hybridgetriebe 2 bietet also einen hohen Fahrkomfort, während das Fahrzeug Passagiere befördert.
Der Drehschwingungsausgleicher 4 ist hier als Zweimassenschwungrad ausgeführt, wobei die lineare Federkennlinie L1 eine Federung beschreibt, welche eine Primärmasse zum Drehmomentübertragen gegen eine Sekundärmasse abstützt. Der Verbrennungsmotor 5 ist mit der Primärmasse des Drehschwingungsausgleichers 4 mittels einer Zwischenwelle 6 mittelbar verbunden. Die Sekundärmasse des Drehschwingungsausgleichers 4 ist mit einem antriebsseitigen Zahnrad eines ersten Quertriebs 7 verbunden. Die Zwischenwelle 6 ist durch eine zentrale Ausnehmung des dazu koaxialen antriebsseitigen Zahnrads geführt, sodass der Drehschwingungsausgleicher 4 an der vom Verbrennungsmotor 5 abgewandten Seite des ersten Quertriebs 7 platziert ist, wodurch eine bauraumgünstige Anordnung des ersten Quertriebs erzielt wird. Der erste Quertrieb 7 ist ein Kettentrieb mit einer Übersetzung von 1:1. Ein abtriebsseitiges Zahnrad des ersten Quertriebs 7 ist mit einer Eingangsseite einer Kupplung 8 verbunden. Die Kupplung 8 ist eine normalerweise geschlossene, lüftbare Kupplung.
Eine Ausgangsseite der Kupplung 8 ist mit einem Hohlrad eines Planetengetriebes 9 verbunden. Ein Planetenträger des Planetengetriebes 9 ist mit einer Eingangswelle eines Übersetzungsgetriebes 10 verbunden. Ein Sonnenrad des Planetengetriebes 9 ist mit einem Rotor des Elektromotors 3 verbunden. Das Planetengetriebe 9 dient als eine Verzweigung 11, welche eine Drehmoment-ausgleichende Leistungsverzweigung ist.
Das Hybridgetriebe 2 enthält außerdem ein Differenzialgetriebe 12. Das Differentialgetriebe 12 und das Übersetzungsgetriebe 10 sind zusammen ein Abtrieb 13 des Hybridgetriebes 2.
Seitenwellen 14 verbinden das Differentialgetriebe 12 des Hybridgetriebes 2 mit Fronträdern des Fahrzeugs 1 zum Antreiben des Fahrzeugs 1 in eine Vorwärtsrichtung v. Außerdem enthält das Fahrzeug 1 einen optionalen zweiten Elektromotor 15, welcher über Seitenwellen 14 Heckräder des Fahrzeugs 1 antreiben kann.
Der Elektromotor 3 ist mit dem Drehschwingungsausgleicher 4 also über die als das Planetengetriebe 9 ausgestaltete Verzweigung 11, die Kupplung 8 und den ersten Quertrieb 7 in zum Drehmomentübertragen geeigneter Weise verbunden. Weil der Drehschwingungsausgleicher 4 außerdem über die lineare Federkennlinie L1 verfügt, hat das Fahrzeug 1 die erfindungsgemäßen Eigenschaften, dass Gaskräfte des Verbrennungsmotors 5 im Bereich der ersten Eigenfrequenz vermieden werden, dass über den gesamten Federweg, d.h. den gesamten Verdrehwinkel phi, auftretende periodische Massekräfte und Gaskräfte gut entkoppelt werden, dass im Fahrbereich eine besonders niedrige Federsteifigkeit eine Schwingungsentkopplung noch weiter verbessert, dass der Verbrennungsmotor 5 in einem schmalen Drehzahlband betrieben wird und der Drehschwingungsausgleicher 4 darauf optimiert ist, und dass das Hybridgetriebe mangels Stufenauslegung und mit wenig Varianten vergleichsweise kostengünstig ist.
In den 2 bis 5 nicht abgebildet ist ein Steuergerät, welches mit dem Elektromotor 3, dem Verbrennungsmotor 5 und einem die Kupplung 8 betätigenden Aktor wirkverbunden ist. Das Steuergerät ist dazu programmiert, zum Anlassen des Verbrennungsmotors 5 die Kupplung 8 zu schließen, den Verbrennungsmotor 5 zündungsfrei bis ca. 1500 U/min durch den Elektromotor 3 zu beschleunigen, und dann den Verbrennungsmotor 5 zu zünden.
Bei der in der 2 gezeigten Ausführungsform ist der Drehschwingungsausgleicher 4 zwischen dem Verbrennungsmotor 5 und dem ersten Quertrieb 7 angeordnet, ist die Kupplung 8 zwischen dem ersten Quertrieb 7 und der Verzweigung 11 angeordnet, und ist der Elektromotor 3 über die als Planetengetriebe 9 ausgestaltete Verzweigung 11 mit dem Übersetzungsgetriebe 10 und dem Verbrennungsmotor 5 zum Drehmomentübertragen verbunden.
Bei einer in der 3 gezeigten zweiten Ausführungsform sind im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform der Drehschwingungsausgleicher 4 und die Kupplung 8 zwischen dem Verbrennungsmotor 5 und dem ersten Quertrieb 7 angeordnet.
Bei einer in der 4 gezeigten dritten Ausführungsform sind im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform zwar der Drehschwingungsausgleicher 4 und die Kupplung 8 ebenfalls im Leistungsfluss zwischen dem Verbrennungsmotor 5 und dem ersten Quertrieb 7 angeordnet, sind aber bauraumlich mittels einer zentralen Durchführung wie bei der ersten Ausführung an dem vom Verbrennungsmotor 5 abgewandten Seite des ersten Quertriebs 7 angeordnet.
Bei einer in der 5 gezeigten Ausführungsform ist im Gegensatz zur ersten Ausführungsform der Elektromotor 3 achsparallel zur Eingangswelle des Übersetzungsgetriebes 10 angeordnet. Der Elektromotor 3 ist mit der Verzweigung 11 über einen zweiten Quertrieb 16 verbunden. Bei den beiden letztgenannten Ausführungsformen ist kein zweiter Elektromotor 15 verbaut. Ansonsten sollen die Ausführungsformen zwei bis vier der ersten Ausführungsform entsprechen.
Die 6a bis 6c zeigen einen Teile jeweiliger Drehschwingungsausgleicher 4 einer fünften bis siebten Ausführungsform. Im Übrigen entsprechen diese Ausführungsformen der ersten Ausführungsform. Bei den in den 6a-c gezeigten Drehschwingungsausgleichern 4 handelt es sich um Zweimassenschwungräder mit jeweils zwei zwischen die Primärseite und die Sekundärseite geschalteten ersten Federeinrichtungen 17. Die jeweils zwei ersten Federeinrichtungen 17 sind parallelgeschaltet, sie sind also Drehmoment-addierend angeordnet. Diese werden angesteuert durch beispielsweise ein die Federeinrichtungen 17 umfassendes mit dem Verbrennungsmotor 5 verbundenes Gehäuse 18 oder eine Nabenscheibe, welche mit dem Elektromotor 3 und dem Übersetzungsgetriebe 10 verbunden ist. Jede der gezeigten ersten Federeinrichtungen 17 umfasst fünf in Reihe geschaltete zweite Federeinrichtungen 19, welche endseitig und jeweils dazwischen angeordnet in gleitfähigen Lagerschuhen 20 gelagert sind. Die in den 6a-c gezeigten Ausführungsformen unterscheiden sich beispielhaft bezüglich eines Teils der zweiten Federeinrichtungen 19. Bei der fünften Ausführungsform sind alle diese zweiten Federeinrichtung 19 aus jeweils zwei ineinander geschalteten Einzelfedern gebildet. Dieser ist der einzige Typ zweite Federeinrichtung 19 bei der fünften Ausführungsform. Bei der sechsten Ausführungsform ist eine zweite Federeinrichtung 19 je erster Federeinrichtung 17 durch eine einfache Einzelfeder ersetzt. Bei der siebten Ausführungsform sind zwei zweite Federeinrichtungen 19 je erster Federeinrichtung 17 durch jeweils eine einfache Einzelfeder ersetzt. Alle in den 6a-c gezeigten Federn liegen an den Gleitschuhen an, sodass sich eine lineare nicht-abgestufte Federkennlinie ergibt.
Die 7a-c und 8 zeigen eine achte, neunte und zehnte Ausführungsform der Erfindung. Die 6a bis 6c bilden jeweils einen Teil jeweiliger Drehschwingungsausgleicher 4 ab, im Übrigen entsprechen diese Ausführungsformen der ersten Ausführungsform. Die gezeigten ersten Federeinrichtungen 17 enthalten jeweils vier zweite Federeinrichtungen 19 aus zwei ineinander geschachtelten Einzelfedern und eine zweite Federeinrichtung 19 aus einer einzelnen Feder. Die gezeigten Drehschwingungsausgleicher 4 unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Position der einzelnen Feder. Weil die Drehschwingungsausgleicher 4 bei einer Drehzahl, beispielsweise 1500 U/min bis 4000 U/min betrieben werden, wirkt auf die zweiten Federeinrichtungen 19 und die Gleitschuhe 20 eine Fliehkraft. Diese drückt die Gleitschuhe 20 nach außen gegen das Gehäuse 18, sodass eine Reibungskraft entsteht, welche das Ausgleichen von Drehschwingungen behindert. Mit anderen Worten: Durch diese Fliehkraftreibung wird die Feder teilweise über das Gehäuse 18 mechanisch kurzgeschlossen und kann nur noch eingeschränkt arbeiten. Daher hat im dynamischen Fall bei unterschiedlichen zweiten Federeinrichtungen 19 die Position der schwächsten Feder einen erheblichen Einfluss auf eine dynamisch resultierende Federkennlinie. Die 8 zeigt die aus den Ausführungsformen acht bis zehn dynamisch resultierenden Federkennlinien bei derselben Drehzahl. Bei der 7a ist die schwächste zweite Federeinrichtung 19 in Drehrichtung die vorderste, sodass zum Komprimieren dieser zweiten Federeinrichtung 19 sämtliche Gleitschuhe gegen die jeweilige Reibkraft bewegt werden müssen. Daher entspricht in der 8 die oberste Federkennlinie mit einer Steifigkeit C1 und einem zum Komprimieren um einen Verdrehwinkel Phi_ges notwendigen Drehmoment M_Motor1 der in der 7a gezeigten achten Ausführungsform. Weiters entspricht die mittlere Kennlinie mit einer Steifigkeit C2 und einem zum Komprimieren um den Verdrehwinkel Phi_ges notwendigen Drehmoment M_Motor2 der in der 7b gezeigten neunten Ausführungsform. Schließlich entspricht die untere Kennlinie mit einer Steifigkeit C3 und einem zum Komprimieren um den Verdrehwinkel Phi_ges notwendigen Drehmoment M_Motor3 der in der 7c gezeigten zehnten Ausführungsform. Um diesen Effekt kostengünstig nutzen zu können, ist es von Vorteil, wenn die zweiten Federeinrichtungen 19 und ggf. ein später beschriebener Platzhalter bezüglich ihrer relativen Position im Drehschwingungsausgleicher 4 austauschbar sind. Somit können mit weniger Federvarianten also mehr lineare Kennlinien erreicht werden.
Der oben beschriebene Effekt der Fliehkraftreibung tritt umso stärker auf, je höher die Drehzahl des Drehschwingungsausgleichers 4 ist. Wenn beispielsweise eine Betriebs-Drehzahl des Verbrennungsmotors 5 aber auf den Bereich von 1500 U/min bis 4500 U/min beschränkt wird, kann auf diesen vergleichsweise schmalbandigen Drehzahlbereich hin optimiert werden. Beispielsweise können die Gleitschuhe 20 und die zweiten Federeinrichtungen 19, z.B. ein Federteller oder eine Federgeometrie oder eine Durchbiegung, auf einen bestimmten Reibkraftwert hin optimiert werden. Auf diese Weise kann die Abstimmung des Drehschwingungsbegrenzers 4 optimiert und der Komfort erhöht werden.
Die 9 und 10 zeigen eine elfte Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist eine zweite Federeinrichtung 19 je erster Federeinrichtung 17 durch einen Platzhalter 21 ersetzt worden. Der in der 9 gezeigte Platzhalter 21 ist ein Formteil, welches einen endseitigen Gleitschuh, den eigentlichen Platzhalterkörper und einen Gleitschuh einstückig enthält. Nicht dargestellt, aber ebenso denkbar ist ein Platzhalter, welcher nur aus einem Platzhalterkörper besteht, der anstelle einer Federeinrichtung 19 eingesetzt werden kann. Ein Platzhalter kann beispielsweise eine zumindest zehnfache Steifigkeit verglichen mit einer zweiten Federeinrichtung 19 aufweisen.
Die 10 zeigt im Vergleich zur fünften Ausführungsform die Auswirkung des Platzhalters bzw. des Fehlens einer von fünf zweiten Federeinrichtungen 19: ein Verdrehwinkel Phi_11 wird um 20% kleiner als ein Verdrehwinkel Phi_5, weil der Platzhalter nicht wirksam komprimiert wird. Außerdem steigt die Steifigkeit von C5 um 20% auf C11 und nimmt das zum Komprimieren notwendige Drehmoment von M5 um 20% auf M11 ab.
Einzelne Aspekte und Variationen der Ausführungsformen lassen sich mit anderen Worten wie folgt zusammenfassen. Das Fahrzeug 1 verfügt vorzugsweise über ein achsparalleles Front-Quer-Hybridsystem. Der Verbrennungsmotor 5 wird im Betrieb durch den Elektromotor 3 bis zur Leerlaufdrehzahl beschleunigt, ehe der Verbrennungsmotor 5 gezündet wird, um Leistung abzugeben. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt eine untere Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors 5 mit 1500 U/min ca. 66% über heute üblichen unteren Betriebsdrehzahlen von ca. 900 U/min. Der Verbrennungsmotor 5 ist vorzugsweise zum kombinierten Antreiben des Fahrzeugs 1 im Zusammenwirken mit dem Elektromotor 3 ausgelegt, daher kann der Verbrennungsmotor 5 mit vergleichsweise wenig Drehmoment angeboten und sparsam betrieben werden. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors 5 wird über einen Kettentrieb, den Quertrieb 7, zu einer Eingangsachse des Übersetzungsgetriebes übertragen. Der Elektromotor 3 des Hybridgetriebes 2 ist vorzugsweise mit einer Eingangswelle des Übersetzungsgetriebes 10 mittels einer Verzweigung 11 gekoppelt. Die Verzweigung 11 kann beispielsweise ein Planetengetriebe 9 oder eine starre Verzweigung sein. Der Verbrennungsmotor 5 wird vorzugsweise mittels einer Kupplung 8 mit nachgelagerten Komponenten trennbar verbunden. Ist der Verbrennungsmotor 5 mittels des ersten Quertriebs 7 mit der Verzweigung 11 gekoppelt, ist der Drehschwingungsdämpfer 4 vorzugsweise zwischen dem Verbrennungsmotor 5 und dem ersten Quertrieb 7 angeordnet, und ist die Kupplung 8 vorzugsweise zwischen der Verzweigung 11 und dem Drehschwingungsdämpfer 4 vor oder hinter dem ersten Quertrieb 7 angeordnet.
Die beschriebenen Ausführungsformen sollen untereinander auch auszugsweise kombinierbar sein. Weitere Variationen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Hybridgetriebe
3: Elektromotor
4: Drehschwingungsausgleicher
5: Verbrennungsmotor
6: Zwischenwelle
7: erster Quertrieb
8: Kupplung
9: Planetengetriebe
10: Übersetzungsgetriebe
11: Verzweigung
12: Differentialgetriebe
13: Abtrieb
14: Seitenwellen
15: zweiter Elektromotor
16: zweiter Quertrieb
17: erste Federeinrichtung
18: Gehäuse
19: zweite Federeinrichtung
20: Gleitschuh
21: Platzhalter
C1: Steifigkeit
C2: Steifigkeit
C3: Steifigkeit
C5: Steifigkeit
C11: Steifigkeit
L1: lineare Federkennlinie
L2: zweistufige Federkennlinie
M: Drehmoment
M5: Drehmoment
M11: Drehmoment
M_Motor1: Drehmoment
M_Motor2: Drehmoment
M_Motor3: Drehmoment
phi: Verdrehwinkel
Phi_5: Verdrehwinkel
Phi_11: Verdrehwinkel
Phi_ges: Verdrehwinkel
v: Vorwärtsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017221775 A1 [0003]
DE 102018128650 A1 [0004]
DE 102012211093 A1 [0006]

Claims

Hybridgetriebe (2), aufweisend einen Drehschwingungsausgleicher (4), an den ein Verbrennungsmotor (5) anschließbar ist, und einen zum Antreiben eines Fahrzeugs (1) vorbereiteten Elektromotor (3), wobei der Elektromotor (3) mit dem Drehschwingungsausgleicher (4) zum Übertragen eines Drehmoments geeignet verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsausgleicher (4) eine lineare Federkennlinie aufweist.
Hybridgetriebe (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkennlinie zwischen zwei maximalen Auslenkungen linear verläuft.
Hybridgetriebe (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Federkennlinie eine kombinierte Elastizität zumindest zweier parallel geschalteter erster Federeinrichtungen (17) beschreibt, welche jeweils zumindest zwei in Reihe geschaltete zweite Federeinrichtungen (19) enthalten.
Hybridgetriebe (2) nach Anspruch 3, wobei die zweiten Federeinrichtungen (19) maximal zwei unterschiedliche Typen von Federeinrichtung enthalten.
Hybridgetriebe (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei zumindest eine der zweiten Federeinrichtungen (19) einen Platzhalter (21) enthält.
Hybridgetriebe (2) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Federeinrichtungen (19) und ggf. der Platzhalter (21) bezüglich ihrer relativen Position im Drehschwingungsausgleicher (4) austauschbar sind.
Fahrzeug (1) aufweisend einen Verbrennungsmotor (5), dadurch gekennzeichnet, dass Verbrennungsmotor (5) an den Drehschwingungsausgleicher (4) eines Hybridgetriebes (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeschlossen ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsausgleicher (4) ein Zweimassenschwungrad ist, welches zwei wirksame träge Massen bildet, die voneinander um höchstens 25% abweichen.
Verfahren zum Anlassen eines an den Drehschwingungsausgleicher (4) eines Hybridgetriebes (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeschlossenen Verbrennungsmotors (5) durch den Elektromotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren aufweist ein zündungsfreies und/oder einspritzungsfreies Beschleunigen des Verbrennungsmotors (5) bis über eine erste Antriebsstrangeigenfrequenz.
Steuergerät, das zum Steuern eines Hybridgetriebes (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und eines daran angeschlossenen Verbrennungsmotors (5) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 9 eingerichtet ist.