DE102022212039A1

DE102022212039A1 - Verfahren zum Betreiben eines Mehrfachkupplungsgetriebes sowie entsprechendes Mehrfachkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102022212039A1
Application number: DE102022212039.6A
Authority: DE
Inventors: Walter Prochazka; Dominik Doblinger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2024-05-16
Also published as: WO2024104833A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrfachkupplungsgetriebes (4) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe (4) über eine mit einer Antriebseinrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (2) gekoppelte oder koppelbare Getriebeeingangswelle (7) und eine Getriebeausgangswelle (8) verfügt, die zumindest zeitweise über eine erste Schaltkupplung (9) und ein erstes Teilgetriebe (5) und zumindest zeitweise über eine zweite Schaltkupplung (10) und ein zweites Teilgetriebe (6) antriebstechnisch miteinander gekoppelt werden. Dabei ist vorgesehen, dass eine elektrische Maschine (11) zumindest zeitweise zum Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe (4) antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig gekoppelt ist, wobei zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung (9) ein von null verschiedenes erste Sollkupplungsdrehmoment und zugleich an der zweiten Schaltkupplung (10) ein von null verschiedenes zweites Sollkupplungsdrehmoment eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrfachkupplungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug, wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe über eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelte oder koppelbare Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle verfügt, die zumindest zeitweise über eine erste Schaltkupplung und ein erstes Teilgetriebe und zumindest zeitweise über eine zweite Schaltkupplung und ein zweites Teilgetriebe antriebstechnisch miteinander gekoppelt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 102 44 026 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur aktiven Reduzierung von Kupplungsrupfen in einem Kraftfahrzeug. In Kraftfahrzeugen treten während der Schlupfphase einer Kupplung im Antriebsstrang Schwingungen auf, die in der Fahrzeugkupplung erzeugt werden. Diese Schwingungen entstehen, wenn bei einer schlupfenden Kupplung periodische Drehmomente erzeugt werden, die im Eigenfrequenzbereich des durch die Kupplung dynamisch getrennten Antriebsstranges liegen. Derartige Drehschwingungen werden im Antriebsstrang von den Antriebsrädern des Fahrzeugs in Längsschwingungen umgewandelt und von den Fahrzeuginsassen als nachteilig empfunden. Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgestellt, mit denen diese störenden Schwingungen zumindest in der Höhe ihrer Amplitude verringert werden. Dazu ist verfahrensmäßig vorgesehen, mithilfe einer Steuerungs- und Regelungsvorrichtung und geeigneten Sensoren die störenden Schwingungen festzustellen und bei einem Überschreiten von zuvor festgelegten Grenzwerten wenigstens eine Vorrichtung zu betätigen, mit der auf Bestandteile des Fahrzeugs derart eingewirkt wird, dass die störenden Schwingungen gedämpft oder kompensiert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges vorzuschlagen, welches gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere ein möglichst flexibles und geräuscharmes Antreiben des Kraftfahrzeugs mittels einer elektrischen Maschine ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass eine elektrische Maschine zumindest zeitweise zum Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig gekoppelt ist, wobei zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung ein von null verschiedenes erstes Sollkupplungsdrehmoment und zugleich an der zweiten Schaltkupplung ein von null verschiedenes zweites Sollkupplungsdrehmoment eingestellt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.
Das Mehrfachkupplungsgetriebe ist vorzugsweise Bestandteil des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug weist die Antriebseinrichtung zum Antreiben desselbigen auf. Die Antriebseinrichtung dient insofern dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Das Antriebsdrehmoment wird zumindest zeitweise von einem Antriebsaggregat der Antriebseinrichtung bereitgestellt, welches vorzugsweise in Form einer Brennkraftmaschine vorliegt. Das Mehrfachkupplungsgetriebe ist dazu vorgesehen und ausgestaltet, die Antriebseinrichtung beziehungsweise das Antriebsaggregat der Antriebseinrichtung mit wenigstens einer Radachse des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch zu koppeln. Zumindest zeitweise ist also die Radachse über das Mehrfachkupplungsgetriebe mit der Antriebseinrichtung antriebstechnisch gekoppelt beziehungsweise an dieses angeschlossen.
Das Mehrfachkupplungsgetriebe weist die Getriebeeingangswelle auf, über die das Mehrfachkupplungsgetriebe mit der Antriebseinrichtung gekoppelt ist. Die Antriebseinrichtung beziehungsweise das Antriebsaggregat der Antriebseinrichtung ist insofern eingangsseitig mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe antriebstechnisch gekoppelt beziehungsweise koppelbar, insbesondere permanent und/oder über wenigstens eine Anfahrkupplung. Ausgangsseitig verfügt das Mehrfachkupplungsgetriebe über die Getriebeausgangswelle. Die Getriebeausgangswelle ist beispielsweise mit der wenigstens einen Radachse des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder zumindest koppelbar. Die Radachse des Kraftfahrzeugs weist vorzugsweise mehrere Teilachsen auf, welche über ein Achsdifferential sowohl aneinander als auch an die Getriebeausgangswelle angeschlossen sind. An jeder der Teilachsen liegt wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs vor, sodass die Räder des Kraftfahrzeugs über das Achsdifferential einerseits miteinander und andererseits mit der Getriebeausgangswelle antriebstechnisch gekoppelt sind.
Das Mehrfachkupplungsgetriebe weist das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe auf, über die die Getriebeeingangswelle zumindest zeitweise mit der Getriebeausgangswelle antriebstechnisch gekoppelt ist. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle zumindest zeitweise über die erste Schaltkupplung und das erste Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden. Durch ein entsprechendes Öffnen und Schließen der ersten Schaltkupplung kann die drehfeste Verbindung der Getriebeeingangswelle mit dem ersten Teilgetriebe unterbrochen beziehungsweise hergestellt werden. Entsprechendes gilt für die zweite Schaltkupplung und das zweite Teilgetriebe.
Das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe weisen vorzugsweise voneinander verschiedene Übersetzungsverhältnisse auf. Somit ist ein zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle vorliegendes Übersetzungsverhältnis durch ein entsprechendes Öffnen und Schließen der beiden Schaltkupplungen umschaltbar beziehungsweise einstellbar. Das Mehrfachkupplungsgetriebe liegt insofern als ein Doppelkupplungsgetriebe vor. Vorzugsweise sind das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe jeweils als ein Schaltgetriebe mit mehreren Fahrgängen ausgebildet, an dem wenigstens ein Fahrgang aus den mehreren Fahrgängen auswählbar und einstellbar ist. Hierbei unterscheiden sich die Fahrgänge der beiden Teilgetriebe hinsichtlich ihres Übersetzungsverhältnisses voneinander. Insofern weist das Mehrfachkupplungsgetriebe mehrere Fahrgänge auf, die sich aus den Fahrgängen des ersten Teilgetriebes und den Fahrgängen des zweiten Teilgetriebes zusammensetzen und jeweils voneinander verschiedene Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Die beiden Teilgetriebe sind ausgangsseitig mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden, insbesondere permanent.
Die Erfindung sieht vor, dass zusätzlich zu der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs eine elektrische Maschine vorliegt. Diese ist dazu vorgesehen und ausgestaltet zumindest zeitweise das auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtete Antriebsdrehmoment bereitzustellen, insbesondere ohne Unterstützung durch die Antriebseinrichtung. Das Antriebsdrehmoment wird somit zeitweise von der Antriebseinrichtung, zeitweise von der elektrischen Maschine und zeitweise von der Antriebseinrichtung und der elektrischen Maschine gemeinsam bereitgestellt. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Hybridkraftfahrzeug.
Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments ist die elektrische Maschine zumindest zeitweise antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelt. Hierunter ist zu verstehen, dass die elektrische Maschine derart mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelt wird, dass auch bei vollständig geöffneter erster Schaltkupplung und vollständig geöffneter zweiter Schaltkupplung mittels der elektrischen Maschine ein Antriebsdrehmoment an der Getriebeausgangswelle bereitgestellt werden kann beziehungsweise bereitgestellt wird. Hierzu ist vorzugsweise die elektrische Maschine auch bei vollständig geöffneter erster Schaltkupplung und vollständig geöffneter zweiter Schaltkupplung mit der Getriebeausgangswelle starr koppelbar beziehungsweise zumindest zeitweise starr gekoppelt.
Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine mit der Getriebeausgangswelle koppelbar, insbesondere mittels einer Trennkupplung. Hierunter ist zu verstehen, dass die elektrische Maschine über die Trennkupplung an die Getriebeausgangswelle antriebstechnisch angeschlossen ist, insbesondere unmittelbar. Bei geschlossener Trennkupplung ist also die elektrische Maschine mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt, vorzugsweise starr, bei geöffneter Trennkupplung ist sie hingegen von ihr entkoppelt, vorzugsweise vollständig. Die Antriebseinrichtung ist somit eingangsseitig mit der Getriebeeingangswelle des Mehrfachkupplungsgetriebes gekoppelt beziehungsweise koppelbar, während die elektrische Maschine ausgangsseitig mit der Getriebeausgangswelle des Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelt beziehungsweise koppelbar ist. Anders ausgedrückt ist die Antriebseinrichtung lediglich mittelbar über das Mehrfachkupplungsgetriebe an die Getriebeausgangswelle antriebstechnisch angebunden. Die elektrische Maschine ist hingegen unmittelbar mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt oder zumindest mit ihr koppelbar.
Grundsätzlich kann die elektrische Maschine antriebstechnisch gesehen an einer beliebigen Stelle zwischen dem Mehrfachkupplungstriebe und der wenigsten einen Radachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Beispielsweise kann die elektrische Maschine in die Radachse des Kraftfahrzeugs und/oder in eine Radnabe der Radachse integriert sein. Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine allerdings Bestandteil des Mehrfachkupplungsgetriebes. Beispielsweise ist die elektrische Maschine auf einer der Getriebeeingangswelle gegenüberliegenden Seite in ein Gehäuse des Mehrfachkupplungsgetriebes integriert und/oder an dem Gehäuse befestigt.
Es ist nun vorgesehen, zumindest zeitweise lediglich die elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zu verwenden. Ein solcher Zustand liegt beispielsweise bei einem rein elektrischen Fahrbetrieb des als Hybridkraftfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs vorliegen. Hierbei wird die ausgangseitig mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelte elektrische Maschine zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments betrieben. Vorzugsweise steht das Antriebsaggregat hierbei still beziehungsweise ist abgeschaltet oder befindet sich im Leerlauf. Unter einem Stillstand des Antriebsaggregats ist insbesondere zu verstehen, dass eine Antriebswelle des Antriebsaggregats, beispielsweise eine Kurbelwelle des als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsaggregats, eine Drehzahl von null aufweist. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass das Antriebsaggregat beispielsweise im Leerlauf vorliegt, wobei die Antriebswelle eine von null verschiedene Drehzahl aufweist, jedoch nichts zu dem Antriebsdrehmoment beiträgt.
Während eines solchen Betriebes könnte es nun vorgesehen sein, sowohl die erste Schaltkupplung als auch die zweite Schaltkupplung vollständig zu öffnen, wodurch die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle antriebstechnisch vollständig voneinander getrennt vorlägen und folglich auch die Antriebseinrichtung vollständig von den beiden Teilgetrieben getrennt vorläge. Während des Betreibens der ausgangsseitig mit dem Mehrfachkupplungstriebes gekoppelten elektrischen Maschine, ist eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle allerdings zumindest zeitweise von null verschieden.
Durch das vollständige eingangsseitige Trennen der beiden Teilgetriebe von der Getriebeeingangswelle und ihrer ausgangsseitigen drehfesten Kopplung mit der Getriebeausgangswelle, können bei von null verschiedener Drehzahl der Getriebeausgangswelle aufgrund eines fertigungsbedingten mechanischen Spiels der beiden Teilgetriebe akustische Geräusche auftreten, die von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs als störend wahrgenommen werden. Insbesondere führt ein zwischen Zähnen der Zahnräder der beiden Teilgetriebe auftretendes Flankenspiel bei Lastwechseln der elektrischen Maschine zu als störend wahrnehmbaren akustischen Geräuschen.
Die Erfindung sieht nun vor, zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung das erste Sollkupplungsdrehmoment und zugleich an der weiten Schaltkupplung das zweite Sollkupplungsdrehmoment einzustellen. Das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment sind von null verschieden, insbesondere größer als null. Dies bedeutet, dass die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung zum Übertragen eines höchsten dem ersten Sollkupplungsdrehmoment beziehungsweise dem zweiten Sollkupplungsdrehmoment entsprechenden Drehmoments eingestellt werden. Unter dem Sollkupplungsdrehmoment ist also ein Drehmoment zu verstehen, welches über die jeweilige Schaltkupplung maximal übertragbar ist.
Die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung sind beispielsweise als eine hydraulisch oder eine mechanisch betätigte Schaltkupplung, insbesondere als eine Lamellenkupplung, ausgebildet. Entsprechend weisen die beiden Schaltkupplungen jeweils ein Betätigungselement auf, mittels dem die Schaltkupplung mit einer Anpresskraft beaufschlagt wird. Anhand des Sollkupplungsdrehmoments wird die Anpresskraft ermittelt und diese Anpresskraft an der jeweiligen Schaltkupplung eingestellt. Folglich tritt an den beiden Schaltkupplungen ein Schlupf auf, wenn das von der ausgangsseitig bereitgestellte Antriebsdrehmoment, insbesondere das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Antriebsdrehmoment, größer ist, als das an der jeweiligen Schaltkupplung eingestellte Sollkupplungsdrehmoment.
In anderen Worten sieht die Erfindung vor, dass zumindest zeitweise bei einer von null verschiedenen Drehzahl der Getriebeausgangswelle an der ersten Schaltkupplung und an der zweiten Schaltkupplung jeweils ein von null verschiedenes Sollkupplungsdrehmoment eingestellt werden, nämlich das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment dem zweiten Sollkupplungsdrehmoment entspricht, beispielsweise wenn die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung identisch ausgebildet sind. Insofern wird zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung und zugleich an der zweiten Schaltkupplung ein von null verschiedenes Sollkupplungsdrehmoment eingestellt. Somit liegen die beiden Schaltkupplungen nicht vollständig geöffnet vor, sondern sind zumindest teilweise schlupfend geschlossen. Dies erfolgt vorzugsweise während eines rein elektrischen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs.
Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise führt dazu, dass sowohl das erste Teilgetriebe als auch das zweite Teilgetriebe während des rein elektrischen Fahrbetriebs über die jeweilige Schaltkupplung zumindest schlupfend mit der Getriebeeingangswelle verbunden vorliegen. Durch das Einstellen des von null verschiedenen ersten Sollkupplungsdrehmoments und des von null verschiedenen zweiten Sollkupplungsdrehmoments an den beiden Schaltkupplungen erfolgt ein mechanisches Verspannen der beiden Teilgetriebe, wodurch die vorstehend beschriebenen akustischen Geräusche reduziert beziehungsweise vermieden werden. Die Erfindung ermöglicht somit einen besonders geräuscharmen Fahrbetrieb unter Verwendung der ausgangsseitig mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelten elektrischen Maschine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment jeweils größer als ein einem Schleifpunkt der jeweiligen Schaltkupplung entsprechendes Schleifpunktdrehmoment gewählt werden. Unter dem Schleifpunkt oder auch Kisspoint oder Greifpunkt der Schaltkupplung ist insbesondere eine Anpresskraft zu verstehen, bei deren Vorliegen an der jeweiligen Schaltkupplung zumindest eine minimale reibschlüssige Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem jeweiligen Teilgetriebe vorliegt, sodass über die jeweilige Schaltkupplung zumindest das Schleifpunktdrehmoment übertragbar ist. Beispielsweise liegt zwischen Reibflächen der als Lamellenkupplung ausgebildeten Schaltkupplungen ein Anlagekontakt vor, sodass über die Lamellenkupplung bei größtmöglichem Schlupf zumindest das Schleifpunktdrehmoment übertragbar ist. Das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment werden nun größer als das Schleifpunktdrehmoment gewählt. Hierdurch wird sichergestellt, dass über die jeweilige Schaltkupplung zumindest das Schleifpunktdrehmoment zuverlässig übertragbar ist.
Da der Schleifpunkt beziehungsweise das Schleifpunktdrehmoment an der jeweiligen Schaltkupplung üblicherweise nicht exakt bestimmbar ist, kann alternativ vorgesehen sein, dass das Schleifpunktdrehmoment für jede der Schaltkupplungen aus einer entsprechenden Kennlinie bestimmt und/oder im Rahmen von Testreihen ermittelt wird. In diesem Fall wird als das jeweilige Sollkupplungsdrehmoment gleich dem bestimmten und/oder ermittelten Schleifpunktdrehmoment gewählt. In der Praxis hat sich - in Abhängigkeit von einer Kupplungsauslegung und einer Bauteiletoleranz - beispielsweise ein Schleifpunktdrehmoment von ungefähr 2 Nm bis 8 Nm bewährt. Wird dieser Wert als das Sollkupplungsdrehmoment gewählt, so wird ein zuverlässiges Durchführen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise mit möglichst geringen Reibverlusten ermöglicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment jeweils kleiner als ein Kupplungsnenndrehmoment der jeweiligen Schaltkupplung gewählt werden. Unter dem Kupplungsnenndrehmoment ist ein größtmögliches Drehmoment zu verstehen, das bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb über die jeweilige Schaltkupplung zuverlässig und schlupffrei übertragbar ist, ohne dass eine dauerhafte Beschädigung der Schaltkupplung auftritt.
Vorzugsweise entsprechen das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment höchstens 5%, höchstens 4%, höchstens 3%, höchstens 2% oder höchstens 1 % des Nennkupplungsdrehmoments. Hierdurch werden das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment auf besonders einfache Weise anhand eines bekannten Nennkupplungsdrehmoments der jeweiligen Schaltkupplung gewählt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment während eines Lastwechsels an den Schaltkupplungen eingestellt werden. Unter einem Lastwechsel ist insbesondere eine Beschleunigung oder eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs zu verstehen, insbesondere ein Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs aus einem Stillstand. Während eines solchen Lastwechsels tritt eine entsprechende Beschleunigung beziehungsweise Verzögerung der Drehzahl der Getriebeausgangswelle auf, die aufgrund des vorstehend erläuterten mechanischen Spiels der beiden Teilgetriebe zu unerwünschten akustischen Geräuschen führt.
Es ist nun vorgesehen, an den Schaltkupplungen das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment einzustellen. Dies erfolgt beispielsweise anhand eines Drehzahlgradienten der Getriebeausgangswelle. Hierdurch werden die von dem Lastwechsel verursachten unterwünschen akustischen Geräusche reduziert beziehungsweise vermieden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass vor einem Durchführen des Lastwechsels und/oder nach einem Durchführen des Lastwechsels an den Schaltkupplungen zumindest zeitweise jeweils ein drittes Sollkupplungsdrehmoment eingestellt wird, welches gleich null ist. Insofern ist zusätzlich zu dem ersten Sollkupplungsdrehmoment und dem zweiten Sollkupplungsdrehmoment das dritte Sollkupplungsdrehmoment vorgesehen. Dieses wird an den Schaltkupplungen insbesondere eingestellt, indem diese vollständig geöffnet werden.
Insofern liegen die beiden Schaltkupplungen vor dem Durchführen des Lastwechsels zumindest zeitweise zunächst vollständig geöffnet vor. Bei dem Durchführen des Lastwechsels, insbesondere unmittelbar zu Beginn des Lastwechsels, werden an den Schaltkupplungen das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment eingestellt. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines Steuergeräts, welches einen bevorstehenden Lastwechsel erkennt, beispielsweise anhand einer Betätigung eines Fahrpedals und/oder eines Bremspedals durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich und/oder alternativ kann der bevorstehende Lastwechsel von einer Fahrerassistenzeinrichtung erkannt werden.
Nach dem Durchführen des Lastwechsels, insbesondere unmittelbar nach einem Ende des Lastwechsels, wird an den Schaltkupplungen zumindest zeitweise erneut das dritte Sollkupplungsdrehmoment eingestellt. Dies erfolgt vorzugsweise ebenfalls mittels des Steuergeräts, welches entsprechend dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, das Ende des Lastwechsels zu erkennen. Durch diese Vorgehensweise werden die an den Schaltkupplungen auftretenden Reibverluste minimiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Lastwechsel ein Lastwechsel der elektrischen Maschine ist. Bei dem Lastwechsel handelt es sich insbesondere um einen Lastwechsel der elektrischen Maschine während eines rein elektrischen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine wird vorzugsweise mittels einer Leistungselektronik angesteuert. Ein Lastwechsel der elektrischen Maschine ist folglich mit einem entsprechenden Ansteuern der Leistungselektronik verbunden.
Es ist nun vorgesehen, bei einem Lastwechsel der elektrischen Maschine an den Schaltkupplungen das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment einzustellen. Hierdurch werden die vorstehend erläuterten akustischen Geräusche vermieden, die aufgrund einer durch den Lastwechsel der elektrischen Maschine verursachten Drehzahländerung der Getriebeausgangswelle auftreten, reduziert. Somit wird ein besonders geräuscharmer rein elektrischer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine über ein Stirnradgetriebe und/oder mittels einer Trennkupplung mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, wird die elektrische ausgangsseitig mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelt. Das Stirnradgetriebe weist wenigstens eine Stirnradgetriebestufe auf und ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung der elektrischen Maschine an dem Mehrfachkupplungsgetriebe. Hierbei ist beispielsweise eine Drehachse der elektrischen Maschine, insbesondere eine Drehachse eines Stators der elektrischen Maschine, parallel zu einer Drehachse der Getriebeausgangswelle angeordnet.
Zusätzlich und/oder alternativ liegt die Trennkupplung vor. Die Trennkupplung ist vorzugsweise als eine Klauenkupplung ausgebildet und ermöglicht ein antriebstechnisches Trennen der elektrischen Maschine von dem Mehrfachkupplungsgetriebe. Besonders bevorzugt ist die Trennkupplung koaxial zu der Getriebeausgangswelle angeordnet. Die elektrische Maschine beziehungsweise die Drehachse des Stators der elektrischen Maschine ist beispielsweise ebenfalls koaxial oder alternativ mittels des Stirnradgetriebes achsparallel zu der Getriebeausgangswelle angeordnet. Dies ermöglicht eine kompakte und platzsparende Anordnung der elektrischen Maschine. Zugleich wird ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ohne Verwendung der elektrischen Maschine ermöglicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Getriebeausgangswelle und/oder die elektrische Maschine zumindest zeitweise mit einer ersten Radachse und/oder einer zweiten Radachse des Kraftfahrzeugs gekoppelt werden. Auf die wenigstens eine Radachse des Kraftfahrzeugs wurde vorstehend bereits hingewiesen. Bei der wenigsten einen Radachse handelt es sich vorzugsweise um die erste Radachse. Diese ist vorzugsweise permanent mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt und liegt beispielsweise als eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs vor. Zusätzlich zu der ersten Radachse liegt die zweite Radachse vor, beispielsweise als eine Hinterachse des Kraftahrzeugs. Grundsätzlich kann allerdings auch die erste Radachse als die Hinterachse und die zweite Radachse als die Vorderachse des Kraftfahrzeugs vorliegen.
Das Kraftfahrzeug weist insofern wenigstens zwei Radachsen auf, wobei die erste Radachse permanent mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist. Die weite Radachse kann ebenfalls permanent mit der Getriebeausgangswelle vorliegen. Vorzugsweise ist die zweite Radachse allerdings mittels einer dritten Schaltkupplung mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt. Mittels der dritten Schaltkupplung ist die zweite Radachse antriebstechnisch von der Getriebeausgangswelle abtrennbar. Die dritte Schaltkupplung ist vorzugsweise Bestandteil des Mehrfachkupplungsgetriebes und als eine Lamellenkupplung ausgebildet.
Vorzugsweise ist die dritte Schaltkupplung antriebstechnisch gesehen zwischen den beiden Teilgetrieben und der ausgangsseitig mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe gekoppelten elektrischen Maschine in das Mehrfachkupplungsgetriebe integriert. Hierdurch kann mittels der dritten Schaltkupplung sowohl die zweite Radachse als auch die elektrische Maschine antriebstechnisch von der Getriebeausgangswelle getrennt werden. Hierdurch wird ein besonders flexibles Mehrfachkupplungsgetriebe geschaffen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment an den Schaltkupplungen eingestellt wird, wenn eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle innerhalb eines von einem ersten Drehzahlgrenzwert und einem zweiten Drehzahlgrenzwert begrenzten Drehzahlbereichs liegt. Aufgrund von weiteren akustischen Geräuschquellen, wie beispielsweise Windgeräuschen und Abrollgeräuschen der Räder des Kraftfahrzeugs, deren Lautstärke von einer momentanen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängen, werden die vorstehend beschriebenen, von dem mechanischen Spiel der Teilgetriebe verursachten akustischen Geräusche lediglich dann als störend empfunden, wenn diese innerhalb des Drehzahlbereichs liegen.
Der erste Drehzahlgrenzwert korrespondiert vorzugsweise mit einer Mindestfahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die das Fahrzeug erreicht haben muss, bevor das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Besonders bevorzugt entspricht der erste Drehzahlgrenzwert einer Fahrgeschwindigkeit von null, sodass das erfindungsgemäße Verfahren bereits während eines Anfahrvorgangs mittels der elektrischen Maschine durchgeführt wird. Während eines solchen Anfahrvorgangs werden die akustischen Geräusche als besonders störend empfunden.
Der zweite Drehzahlgrenzwert korrespondiert vorzugsweise mit einer Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, nach deren Überschreiten des Kraftfahrzeugs das erfindungsgemäße Verfahren nicht mehr durchgeführt wird. Vorzugsweise entspricht die Maximalgeschwindigkeit einer Fahrgeschwindigkeit, bei deren Erreichen oder Überschreiten das zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitgestellte Antriebsdrehmoments nicht mehr von der elektrischen Maschine oder lediglich gemeinsam von der elektrischen Maschine und der Antriebseinrichtung bereitgestellt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Verfahren lediglich innerhalb eines Fahrgeschwindigkeitsbereichs, in dem ein rein elektrisches Antreiben des Kraftfahrzeugs mit der elektrischen Maschine vorgesehen ist, durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Mehrfachkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe über eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelte oder koppelbare Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle verfügt, die zumindest zeitweise über eine erste Schaltkupplung und ein erstes Teilgetriebe und zumindest zeitweise über eine zweite Schaltgetriebe und eine zweites Teilgetriebe antriebstechnisch miteinander gekoppelt sind. Dabei ist vorgesehen, dass eine elektrische Maschine zumindest zeitweise zum Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig gekoppelt ist, wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung ein von null verschiedenes erstes Sollkupplungsdrehmoment und zugleich an der zweiten Schaltkupplung ein von null verschiedenes zweites Sollkupplungsdrehmoment einzustellen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem Mehrfachkupplungsgetriebe, insbesondere einem Mehrfachkupplungsgetriebe gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Mehrfahrkupplungsgetriebes sowie des Kraftfahrzeugs sowie einer entsprechenden Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Mehrfachkupplungsgetriebe und das Kraftfahrzeug als auch das Verfahren zu deren Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgend Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinrichtung.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Antriebseinrichtung 2. Die Antriebseinrichtung 2 weist ein Antriebsaggregat 3 und ein Mehrfachkupplungsgetriebe 4 auf. Das Mehrfachkupplungsgetriebe 4 weist ein erstes Teilgetriebe 5 und ein zweites Teilgetriebe 6 auf. Eine Getriebeeingangswelle 7 und eine Getriebeausgangswelle 8 sind zumindest zeitweise über eine erste Schaltkupplung 9 und das erste Teilgetriebe 5 und zumindest zeitweise über eine zweite Schaltkupplung 10 und das zweite Teilgetriebe 6 miteinander gekoppelt. Die beiden Teilgetriebe 5 und 6 sind mit der Getriebeausgangswelle 8 drehfest gekoppelt. Das Mehrfachkupplungsgetriebe 4 liegt insofern als ein Doppelkupplungsgetriebe vor.
Eine elektrische Maschine 11 ist antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig mit der Getriebeausgangswelle 8 gekoppelt. Die Getriebeausgangswelle 8 ist über eine erste Abtriebswelle 12 an eine erste Radachse 13 und über eine zweite Abtriebswelle 14 an eine zweite Radachse 15 des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen. Die erste Radachse 13 weist eine erste Teilachse 16 und eine zweite Teilachse 17 auf, die über ein erstes Achsdifferential 18 einerseits miteinander und andererseits mit der ersten Abtriebswelle 12 antriebstechnisch gekoppelt sind. Entsprechend weist die zweite Radachse 15 eine erste Teilachse 19, eine zweite Teilachse 20 und ein zweites Achsdifferential 21 auf.
Die elektrische Maschine 11 ist über ein Stirnradgetriebe 22 an eine Trennkupplung 23 gekoppelt. Die Trennkupplung 23 ist koaxial zu einer Drehachse der Getriebeausgangswelle 8 angeordnet. Die Trennkupplung 23 dient dem Abtrennen der elektrischen Maschine 11 von der Getriebeausgangswelle 8 und ist beispielsweise als eine Klauenkupplung ausgebildet. Die zweite Abtriebswelle 14 ist über eine dritte Schaltkupplung 24 mit der Getriebeausgangswelle 8 antriebstechnisch gekoppelt. Die dritte Schaltkupplung 24 ist beispielsweise als eine Lamellenkupplung ausgebildet und dient dem Abtrennen der zweiten Abtriebswelle 14 von der Getriebeausgangswelle 8. Antriebstechnisch zwischen der zweiten Abtriebswelle 14 und dem zweiten Achsdifferential 21 ist eine weitere Trennkupplung 25 angeordnet, die beispielsweise als eine Klauenkupplung ausgebildet ist. Durch ein Öffnen der dritten Schaltkupplung 24 und der weiteren Trennkupplung 25 können die zweite Radachse 15, die zweite Abtriebswelle 14 und die Getriebeausgangswelle 8 antriebstechnisch vollständig voneinander getrennt werden. An dem Antriebsaggregat 3 ist eine weitere elektrische Maschine 26 angeordnet, die dem Starten des Antriebsaggregat 3 dient.
Die Getriebeeingangswelle 7 und eine Kurbellwelle des Antriebsaggregats 3 weisen eine gemeinsame Drehachse 27 auf. Insofern sind die Drehachsen der Getriebeeingangswelle 27 und der Kurbelwelle koaxial zueinander angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 8 und die zweite Abtriebswelle 14 weisen eine gemeinsame Drehachse 28 auf. Insofern sind die Drehachsen der Getriebeausgangswelle 8 und der zweiten Abtriebswelle 14 koaxial zueinander und parallel versetzt zu der Drehachse 27 der Getriebeeingangswelle 7 und der Kurbelwelle angeordnet. Eine Drehachse 29 der elektrischen Maschine 11 ist parallel versetzt zu den Drehachse 27 und 28 angeordnet.
Die elektrische Maschine 11 wird zumindest zeitweise bei abgeschaltetem Antriebsaggregat 3 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 betrieben. Hierbei werden zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung 9 und zugleich an der zweiten Schaltkupplung 10 ein von null verschiedenes Sollkupplungsdrehmoment eingestellt. Hierdurch werden die beiden Teilgetriebe 5 und 6 während eines rein elektrischen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 1 mechanisch vorgespannt, sodass akustisch wahrnehmbare Geräusche, die insbesondere von einem Flankenspiel von Zähnen der beiden Teilgetriebe 5 und 6 verursacht werden, reduziert.
BEZUGSZEICHENLISTE:

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebseinrichtung
3: Antriebsaggregat
4: Mehrfachkupplungsgetriebe
5: erstes Teilgetriebe
6: zweites Teilgetriebe
7: Getriebeeingangswelle
8: Getriebeausgangswelle
9: erste Schaltkupplung
10: zweite Schaltkupplung
11: elektrische Maschine
12: erste Abtriebswelle
13: erste Radachse
14: zweie Abtriebswelle
15: zweite Radachse
16: erste Teilachse
17: zweite Teilachse
18: erstes Achsdifferential
19: erste Teilachse
20: zweite Teilachse
21: zweites Achsdifferential
22: Stirnradgetriebe
23: Trennkupplung
24: dritte Schaltkupplung
25: weitere Trennkupplung
26: weitere elektrische Maschine
27: Drehachse
28: Drehachse
29: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10244026 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Mehrfachkupplungsgetriebes (4) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe (4) über eine mit einer Antriebseinrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (1) gekoppelte oder koppelbare Getriebeeingangswelle (7) und eine Getriebeausgangswelle (8) verfügt, die zumindest zeitweise über eine erste Schaltkupplung (9) und ein erstes Teilgetriebe (5) und zumindest zeitweise über eine zweite Schaltkupplung (10) und ein zweites Teilgetriebe (6) antriebstechnisch miteinander gekoppelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (11) zumindest zeitweise zum Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe (4) antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig gekoppelt ist, wobei zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung (9) ein von null verschiedenes erstes Sollkupplungsdrehmoment und zugleich an der zweiten Schaltkupplung (10) ein von null verschiedenes zweites Sollkupplungsdrehmoment eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment jeweils größer als ein einem Schleifpunkt der jeweiligen Schaltkupplung (9,10) entsprechendes Schleifpunktdrehoment gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und/oder das zweite Sollkupplungsdrehmoment jeweils kleiner als ein Kupplungsnenndrehmoment der jeweiligen Schaltkupplung (9,10) gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment während eines Lastwechsels an den Schaltkupplungen (9,10) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Durchführen des Lastwechsels und/oder nach dem Durchführen des Lastwechsels an den Schaltkupplungen (9,10) zumindest zeitweise jeweils ein drittes Sollkupplungsdrehmoment eingestellt wird, welches gleich null ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastwechsel ein Lastwechsel der elektrischen Maschine (11) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (11) über ein Stirnradgetriebe (22) und/oder mittels einer Trennkupplung (23) mit der Getriebeausgangswelle (8) gekoppelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (8) und/oder die elektrische Maschine (1) zumindest zeitweise mit einer ersten Radachse (13) und/oder einer zweiten Radachse (15) des Kraftfahrzeugs (1) gekoppelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sollkupplungsdrehmoment und das zweite Sollkupplungsdrehmoment an den Schaltkupplungen (9,10) eingestellt wird, wenn eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle (8) innerhalb eines von einem ersten Drehzahlgrenzwert und einem zweiten Drehzahlgrenzwert begrenzten Drehzahlbereichs liegt.
Mehrfachkupplungsgetriebe (4) für ein Kraftfahrzeug (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe (4) über eine mit einer Antriebseinrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (1) gekoppelte oder koppelbare Getriebeeingangswelle (7) und eine Getriebeausgangswelle (8) verfügt, die zumindest zeitweise über eine erste Schaltkupplung (9) und ein erstes Teilgetriebe (5) und zumindest zeitweise über eine zweite Schaltkupplung (10) und ein zweites Teilgetriebe (6) antriebstechnisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (11) zumindest zeitweise zum Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments mit dem Mehrfachkupplungsgetriebe (4) antriebstechnisch gesehen ausgangsseitig gekoppelt ist, wobei das Mehrfachkupplungsgetriebe (2) dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, zumindest zeitweise an der ersten Schaltkupplung (9) ein von null verschiedenes erstes Sollkupplungsdrehmoment und zugleich an der zweiten Schaltkupplung (10) ein von null verschiedenes zweites Sollkupplungsdrehmoment einzustellen.