EP2282906A1 - Hybridantriebsstrang für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben des hybridantriebsstrangs - Google Patents

Hybridantriebsstrang für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben des hybridantriebsstrangs

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Publication number
EP2282906A1
EP2282906A1 EP09761609A EP09761609A EP2282906A1 EP 2282906 A1 EP2282906 A1 EP 2282906A1 EP 09761609 A EP09761609 A EP 09761609A EP 09761609 A EP09761609 A EP 09761609A EP 2282906 A1 EP2282906 A1 EP 2282906A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric machine
transmission
gear
hybrid powertrain
zei
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09761609A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Ziemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2282906A1 publication Critical patent/EP2282906A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/12—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches
    • F16H3/126—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches using an electric drive
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid powertrain for a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating the hybrid powertrain according to the invention.
  • hybrid vehicles comprising a hybrid transmission comprising a base transmission and a hybrid assembly, wherein the hybrid assembly generally replaces a hydrodynamic torque converter.
  • the hybrid assembly generally replaces a hydrodynamic torque converter.
  • they comprise at least one electric motor or one electrical machine, which can be operated by a motor or generator depending on the operating state.
  • a generator is driven by the internal combustion engine, with the generator supplying electric power to the electric motor driving the wheels.
  • parallel hybrid vehicles are known in which an addition of the torques of the internal combustion engine and at least one connectable to the internal combustion engine electric machine is preferably carried out by means of a Summ istsgethebes, for example by means of a planetary gear.
  • the at least one electric machine can be connected to the belt drive or to the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the torques generated by the internal combustion engine and / or the at least one electric machine are transmitted to the driven axle via a downstream transmission.
  • so-called power split hybrid powertrains are known in which a power split takes place.
  • Such drive trains include, for example, an internal combustion engine, two electric motors, a simple planetary gear set and a differential.
  • the internal combustion engine only brings output torque or power to the road when an electric motor is operated as a generator and can therefore apply a counter-torque.
  • This generically generated electric power is passed directly to the other electric motor, which is operated as a drive motor and thereby accelerates the vehicle.
  • the vehicle has an auto-start-stop function and regenerative braking (i.e., recuperation) for charging the battery of the electric machine, which is not used to drive the vehicle.
  • regenerative braking i.e., recuperation
  • the combustion engine is supported by the electric machine to increase power (boost) or increase efficiency.
  • full hybrid vehicles are capable of being driven purely by electric motor, including starting and accelerating.
  • hybrid powertrains are preferably high-performance batteries, especially nickel-metal hybrid Battehen, which allow purely electric driving or fast charge and discharge double-layer capacitors with high power density.
  • the use of hybrid powertrains is intended to increase performance and comfort over existing powertrain systems and / or reduce fuel consumption and emissions.
  • hybrid powertrains Another disadvantage of hybrid powertrains is that the electric driving takes place by feeding previously fossil energy into the battery and subsequent removal, which is associated with significant losses.
  • the low energy density (about 5 Wh / kg) of the energy storage vehicle weight increases, which has a negative impact on consumption.
  • construction costs and the manufacturing and assembly costs of hybrid powertrains are high.
  • the present invention has for its object to provide a hybrid powertrain, which allows for increased performance and while maintaining the comfort of an automatic transmission, a reduction in fuel consumption and emissions and cheaper in terms of construction cost, weight and cost compared to the known hybrid-Anthebsstrnature.
  • Another object of the invention is to provide a method for operating the hybrid powertrain according to the invention.
  • a hybrid powertrain for a motor vehicle comprising an internal combustion engine, at least two electric machines, a preferably positive switchable multi-speed transmission with a transmission input shaft and a transmission output shaft, a switching operation, at least one electrical energy storage and control, power electronics and sensors, in which the internal combustion engine and the rotor of the first electric machine fixed or via a gear transmission or a chain or toothed belt drive together or individually connected to the transmission input shaft of the multi-gear transmission, wherein the transmission output shaft of the multi-gear transmission fixed or via a gear transmission or a chain or toothed belt drive with at least one wheel or a Differential of a first vehicle axle, preferably the front axle is connected. Furthermore, the rotor of the second electric machine is connected either to at least one wheel or a differential of the first vehicle axle or at least one wheel or a differential of a second vehicle axle fixed or via a gear transmission or a chain or toothed belt drive.
  • the multi-speed transmission is designed as a countershaft transmission;
  • the countershaft transmission may be the same or similar to a pull key or have unsynchronized jaw clutches.
  • the switching operation is preferably carried out by an electric motor.
  • an automatic gearshift also manual gear selection is possible.
  • unsynchronized jaw clutches may be provided in the multi-speed transmission on one or more gears.
  • synchronization devices can be provided on one or more gears.
  • the first electric machine may be arranged in front of the internal combustion engine, so that the internal combustion engine, viewed in the direction of flow of force, is arranged between the first electric machine and the transmission. It can also be provided that the first and / or the second electric machine can be disengaged via a switching element, preferably via a dog clutch, as a result of which the drag torques are further reduced.
  • the at least one energy store is preferably designed in the form of a double-layer capacitor.
  • a torsion damper In the context of an advantageous development of the invention can be arranged between the engine and the transmission input shaft, a torsion damper; Further, a third electric machine may be arranged on the first vehicle axle, wherein the third electric machine between a differential and a drive wheel and the second electric machine between the differential and the other drive wheel is arranged either fixed or via a gear transmission or a chain or toothed belt drive.
  • the internal combustion engine and the electric machines can be installed transversely to the direction of travel, as a result of which a considerable improvement in efficiency can be achieved by dispensing with a power diversion.
  • a third and the second or a fourth electric machine can be arranged on the second, preferably rear vehicle axle, wherein the rotor of the third electric machine with the one drive wheel and the rotor of the second or fourth electric machine is connected to the other drive wheel of the second vehicle axle, either fixed or via a gear transmission or a chain or toothed belt drive.
  • a torque vectoring hybrid is realized in which the shifting of torque from one wheel of the axle to the other wheel is made possible.
  • the countershaft transmission has a second transmission output shaft which is arranged parallel to the first transmission output shaft, as a result of which higher torques and / or shortening of the overall length can be achieved;
  • the torque transmission takes place via each of the transmission output shafts arranged spur gears, which mesh with a spur gear, which in turn is connected to a further output, for example with a differential.
  • the first gear as an enabler gear, d. H. be executed with torque limit.
  • the hydraulic and the hydraulic pump can be omitted if the switching operation for Gangeintial. Gang interpretation is carried out by electric motor.
  • the parking lock function is realized without an explicitly executed parking lock by engaging a gear in the manual transmission, wherein the release of this parking lock, d. H. the Gangauslegen done by means of a torque applied in mountain climbing to drive train relaxation by the second electric machine.
  • the internal combustion engine can be started in the course of a direct start by the first electric machine with a gear set;
  • the invention provides that the functions of electric starting, maneuvering and crawling forward and backward - making a reverse without an additional reverse gear can be realized - geared gear on the second electric machine can be realized which via the at least one electrical energy storage and / or the running in generator mode first electric machine is powered, which in turn is operated by the internal combustion engine as a generator.
  • driving on is continued by internal combustion engine or internal combustion engine with electrical assistance (boosting) by means of gangrene. insert realized in the manual transmission at synchronous speed between the transmission input shaft and a loose wheel arranged on this shaft.
  • starting or pulling up of the internal combustion engine while simultaneously starting forward when the first and / or second electric machine is in operation is possible by operating the first and / or second electric machine during engine operation, it being possible to continue driving by internal combustion engine or internal combustion engine with electric assistance with engaged gear; theoretically, in this way, an engine stalling with subsequent starting possible.
  • This procedure offers a high degree of spontaneity in that short-term energization of the second electric machine is possible during load transfer, wherein the magnitude of the torque can be determined, for example, via a driving resistance balance.
  • gear shifting in the manual transmission takes place in the no-load or almost no-load state by means of the actuation of an actuator in the case of load-high or load-return circuits.
  • the synchronous operation between the transmission input shaft and the idler gear of the higher or lower gear in the gearbox arranged on this transmission shaft can be accelerated by accelerating the transmission input shaft by an engine intervention on the internal combustion engine and / or by applying a torque through the first electric machine Generator or engine operation are produced, with low gear jumps favor a fast speed adjustment to the transmission input shaft and thus also on the crankshaft.
  • a fast speed adjustment is not necessarily required because the drive torque is provided to the drive axle during the circuit of the second electric machine.
  • the insertion of a new gear in the manual transmission at load high and load reversing can be done on the one hand at a slight differential speed between the transmission input shaft and arranged on this gear shaft idler gear of the new gear, for example by inserting a shift claw for meshing.
  • a new gear at a slight differential speed between the transmission input shaft and arranged on this gear shaft idler gear or complete synchronization can be engaged, the switching operation occurs exactly when both driving teeth are such that there is a tooth-tooth-gap position, whereby a meshing without frontally striking is possible.
  • the (combustion) engine brake can be switched off by gear shifting. Furthermore, a recuperation by generator operation of the first electric machine with engaged gear and / or allows the second electric machine, wherein in the event that recuperation is omitted, the energy storage can turn out smaller.
  • a sailing operation can be realized by Gangauslegen or by Gangauslegen followed by engine stop.
  • For vehicle braking or coasting to below a certain predetermined speed or for stopping the vehicle is proposed, when falling below a certain predetermined speed, switch back depending on the driving program and the engine speed or interpret the gear engaged; This is done analogously to the described procedure in the case of load-high or load-return circuits.
  • a vibration damping can be carried out by at least one electric machine.
  • At least one electric machine can also be used as a resolver.
  • the internal combustion engine can be used as a speed sensor, in particular in torsionally rigid connection to the transmission input shaft.
  • a directed, torsionally rigid connection between the engine and the transmission input shaft can be used to allow the ignition speed and angular position detection, whereby the insertion of a new gear is simplified.
  • the delivered electrical energy of an electric machine is used by the at least one further electric machine.
  • the burn The first electric machine brakes the internal combustion engine and generates power, which in turn drives the second electric machine, which takes over the load of the upshift, in this way, during an upshift less energy from the taken from electrical storage.
  • Figure 1 A schematic representation of an embodiment according to the invention of a hybrid powertrain for a motor vehicle
  • Figure 2 A schematic representation of a second embodiment according to the invention of a hybrid powertrain for a motor vehicle.
  • a hybrid-Avemhebsstrang comprising an internal combustion engine 1 in front - transverse construction, two electric machines 9, 1 1, a multi-course transmission 2, an electromotive shift actuator 3, as electrical energy storage double-layer capacitors 4, a controller 5 with Power electronics and speed sensors 6, 7 which are arranged in front of and behind the transmission 2.
  • the internal combustion engine 1 is connected via a torsion damper 8 to the first electric machine 9, which is connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 10 of the transmission 2.
  • the second electric machine according to the invention is connected via a spur gear 12 to the transmission output shaft 13 of the transmission 2.
  • the transmission output shaft 13 of the transmission 2 is connected via a spur gear 14 with a differential 15 for distributing the drive torque to the two front wheels 16, 17 of the motor vehicle.
  • first-gear short total ratio which may be 21.5, for example, creep speeds similar to the creep speeds of an off-road vehicle of less than 5 km / h at 1000 rpm can be achieved with a static tire rolling radius of 0.277m.
  • Typical values for the ratio jumps are: 1, 43 (1-2 speed), 1.40 (2-3 speed), 1.36 (3-4 speed), 1.32 (4-5 speed), 1.28 (5-6 speed), 1, 25 (6-7 speed), 1, 23 (7-8 speed), 1, 20 (8-9 speed) and 1, 19 (9-10 speed).
  • Typical values for the ratio jumps are: 1, 43 (1-2 speed), 1.40 (2-3 speed), 1.36 (3-4 speed), 1.32 (4-5 speed), 1.28 (5-6 speed), 1, 25 (6-7 speed), 1, 23 (7-8 speed), 1, 20 (8-9 speed) and 1, 19 (9-10 speed).
  • the drive train according to the invention can be expanded to a torque vectoring embodiment by the use of two electric machines 1 1, 18 in the form of a tandem electric machine on the rear axle of the vehicle, as illustrated by FIG. 2.
  • the second electric machine 1 1 is assigned to a wheel 21 of the rear axle and a transmission 19 with the Connected rear axle.
  • a third, also connected to the controller 5 electric machine 18 is provided, which is associated with the other wheel 22 of the rear axle and is connected via a gear 20 to the rear axle.

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Abstract

Es wird ein Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend einen Verbrennungsmotor (1), mindestens zwei Elektromaschinen (9, 11), ein Mehrganggetriebe (2) mit einer Getriebeeingangswelle (10) und einer Getriebeausgangswelle (13), eine Schaltbetätigung (3), mindestens einen elektrischen Energiespeicher (4) sowie eine Steuerung (5), Leistungselektronik und Sensorik (6, 7), wobei der Verbrennungsmotor (1) und der Rotor der ersten Elektromaschine (9) fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb gemeinsam oder einzeln mit der Getriebeeingangswelle (10) des Mehrganggetriebes verbunden sind, wobei die Getriebeausgangswelle (13) des Mehrganggetriebes fest oder über ein Zahnradgetriebe (14) oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb mit mindestens einem Rad oder einem Differential (15) einer ersten Fahrzeugachse verbunden ist, bei dem der Rotor der zweiten Elektromaschine (11) entweder mit mindestens einem Rad oder einem Differential (15) der ersten Fahrzeugachse oder mit mindestens einem Rad oder einem Differential der zweiten Fahrzeugachse fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb verbunden ist.

Description

Hybridantriebsstranq für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben des
Hvbridantriebsstranαs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs.
Aus dem Stand der Technik sind Hybridfahrzeuge umfassend ein Hybridgetriebe enthaltend ein Basisgetriebe und eine Hybridbaugruppe bekannt, wobei die Hybridbaugruppe in der Regel einen hydrodynamischen Drehmomentwandler ersetzt. Sie umfassen zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor zumindest einen Elektromotor bzw. eine elektrische Maschine, welche je nach Betriebszustand motorisch oder generatorisch betrieben werden kann. Bei seriellen Hybridfahrzeugen wird ein Generator vom Verbrennungsmotor angetrieben, wobei der Generator den die Räder antreibenden Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt.
Des weiteren sind parallele Hybridfahrzeuge bekannt, bei denen eine Addition der Drehmomente des Verbrennungsmotors und zumindest einer mit dem Verbrennungsmotor verbindbaren elektrischen Maschine vorzugsweise mittels eines Summierungsgethebes, beispielsweise mittels eines Planetengetriebes erfolgt.
Hierbei ist die zumindest eine elektrische Maschine mit dem Riementrieb oder mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar. Die vom Verbrennungsmotor und/oder der zumindest einen elektrischen Maschine erzeugten Drehmomente werden über ein nachgeschaltetes Getriebe an die angetriebene Achse übertragen. Zudem sind sogenannte Power - Split- Hybridantriebsstränge bekannt, bei denen eine Leistungsverzweigung stattfindet. Derartige Antriebsstränge umfassen z.B. einen Verbrennungsmotor, zwei Elektromotoren, einen einfachen Planetensatz und ein Differential. Hierbei bringt der Verbrennungsmotor nur dann Abtriebsmoment bzw. Leistung auf die Straße, wenn ein Elektromotor als Generator betrieben wird und somit ein Gegenmoment aufbringen kann. Diese generatorisch erzeugte elektrische Leistung wird direkt an den weiteren Elektromotor weitergeleitet, der als Antriebsmotor betrieben wird und das Fahrzeug dadurch mitbeschleunigt.
Bezogen auf Leistungsfähigkeit und Funktionsumfang der Hybridantriebsstränge wird nach dem Stand der Technik zwischen Micro-Hybrid, Mild- Hybrid und Vollhybrid differenziert.
Bei einem Micro-Hybrid verfügt das Fahrzeug über eine Auto-Start-Stop- Funktion und Bremsenergierückgewinnung (d.h. Rekuperation) zum Laden der Batterie der Elektromaschine, welche nicht zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird.
Bei einem Mildhybrid wird zusätzlich zu den Eigenschaften eines Micro- Hybrids der Verbrennungsmotor von der Elektromaschine zur Leistungssteigerung (boosten) oder zur Effizienzsteigerung unterstützt.
Vollhybridfahrzeuge sind mit ihrer elektromotorischen Leistung in der Lage, dieses auch rein elektromotorisch angetrieben zu werden, einschließlich Anfahren und Beschleunigen.
Als elektrische Speichermedien für Hybridantriebsstränge werden vorzugsweise Hochleistungsbatterien, insbesondere Nickel-Metallhybrid-Battehen, welche rein elektrisches Fahren ermöglichen oder schnell auf- und entladbare Doppelschichtkondensatoren mit hoher Leistungsdichte eingesetzt. Durch den Einsatz von Hybridantriebssträngen sollen, gegenüber bisherigen Antriebsstrangsystemen die Fahrleistungen und der Komfort gesteigert werden und/oder der Verbrauch bzw. die Emissionen gesenkt werden.
In nachteiliger Weise sind jedoch Fahrten, insbesondere Konstantfahrten mit vollständig oder teilweise elektrisch eingebrachtem Vortrieb hinsichtlich Verbrauch und Emissionen ungünstiger gegenüber einem rein verbrennungsmotorisch eingebrachten Vortrieb, wenn der Verbrennungsmotor in verbrauchsgünstigen Drehzahlbereichen betrieben wird.
Ein weiterer Nachteil von Hybridantriebssträngen besteht darin, dass das elektrische Fahren durch Einspeisen von vormals fossiler Energie in die Batterie und spätere Entnahme erfolgt, was jeweils mit signifikanten Verlusten verbunden ist. Zudem wird durch die niedrige Energiedichte (ca. 5 Wh/kg) der Energiespeicher das Fahrzeuggewicht erhöht, was sich auf den Verbrauch negativ auswirkt. Des weiteren sind Bauaufwand sowie die Herstellungs- und Montagekosten von Hybridantriebssträngen hoch.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hybridantriebsstrang anzugeben, welcher bei gesteigerten Fahrleistungen sowie unter Beibehaltung des Komforts eines Automatgetriebes eine Reduzierung des Verbrauchs und der Emissionen ermöglicht und hinsichtlich Bauaufwand, Gewicht und Kosten, verglichen zu den bekannten Hybrid-Anthebssträngen günstiger ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs anzugeben.
Diese Aufgabe wird für einen Hybridantriebsstrang durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zum Betreiben des erfindungs- gemäßen Hybridantriebsstrangs ist Gegenstand des Patentanspruchs 12. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend einen Verbrennungsmotor, mindestens zwei Elektroma- schinen, ein vorzugsweise formschlüssig schaltbares Mehrganggetriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle, eine Schaltbetätigung, mindestens einem elektrischen Energiespeicher sowie eine Steuerung, Leistungselektronik und Sensorik, bei dem der Verbrennungsmotor und der Rotor der ersten Elektromaschine fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb gemeinsam oder einzeln mit der Getriebeeingangswelle des Mehrganggetriebes verbunden sind, wobei die Getriebeausgangswelle des Mehrganggetriebes fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb mit mindestens einem Rad oder einem Differential einer ersten Fahrzeugachse, vorzugsweise der Vorderachse, verbunden ist. Des weiteren ist der Rotor der zweiten Elektromaschine entweder mit mindestens einem Rad oder einem Differential der ersten Fahrzeugachse oder mit mindestens einem Rad oder einem Differential einer zweiten Fahrzeugachse fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb verbunden.
Vorzugsweise ist das Mehrganggetriebe als Vorgelegegetriebe ausgeführt; insbesondere kann das Vorgelegegetriebe gleich oder ähnlich einem Ziehkeilgetriebe ausgebildet sein oder unsynchronisierte Klauenkupplungen aufweisen. Gemäß der Erfindung ist die Schaltbetätigung vorzugsweise elektromotorisch ausgeführt. Zudem ist neben einer automatischen Schaltbetätigung auch eine manuelle Gangwahl möglich.
Vorteilhafterweise können im Mehrganggetriebe an einem Gang oder an mehreren Gängen unsynchronisierte Klauenkupplungen vorgesehen sein. Um kürzere Schaltzeiten zu realisieren, können Synchronisierungsein- richtungen an einem Gang oder an mehreren Gängen vorgesehen sein. Des weiteren kann die erste Elektromaschine vor dem Verbrennungsmotor angeordnet sein, so dass der Verbrennungsmotor in Kraftflussrichtung betrachtet zwischen der ersten Elektromaschine und dem Getriebe angeordnet ist. Auch kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Elektromaschine über ein Schaltelement, vorzugsweise über eine Klauenkupplung ausrückbar sind, wodurch die Schleppmomente weiter reduziert werden.
Gemäß der Erfindung ist der mindestens eine Energiespeicher vorzugsweise in Form eines Doppelschichtkondensators ausgeführt.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeingangswelle ein Torsionsdämpfer angeordnet sein; ferner kann an der ersten Fahrzeugachse eine dritte Elektromaschine angeordnet sein, wobei die dritte Elektromaschine zwischen einem Differential und einem Antriebsrad und die zweite Elektromaschine zwischen dem Differential und dem anderen Antriebsrad jeweils entweder fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb angeordnet ist.
In vorteilhafter Weise können der Verbrennungsmotor und die Elektro- maschinen quer zur Fahrtrichtung eingebaut sein, wodurch eine deutliche Wirkungsgradverbesserung durch Verzicht auf eine Leistungsumlenkung erzielbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann eine dritte und die zweite oder eine vierte Elektromaschine auf der zweiten, vorzugsweise hinteren Fahrzeugachse angeordnet sein, wobei der Rotor der dritten Elektromaschine mit dem einen Antriebsrad und der Rotor der zweiten bzw. vierten Elektromaschine mit dem anderen Antriebsrad der zweiten Fahrzeugachse, jeweils entweder fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Torque Vectoring Hybrid realisiert, bei dem die Verschiebung von Moment von einem Rad der Achse auf das andere Rad ermöglicht wird.
Des weiteren kann vorgesehen sein, dass das Vorgelegegetriebe eine parallel zur ersten Getriebeausgangswelle angeordnete zweite Getriebeausgangswelle aufweist, wodurch höhere Drehmomente und/oder eine Baulängenverkürzung realisierbar sind; hierbei erfolgt die Drehmomentübertragung über jeweils an den Getriebeausgangswellen angeordneten Stirnrädern, welche mit einem Stirnrad kämmen, das wiederum mit einem weiteren Abtrieb, beispielsweise mit einem Differential verbunden ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang kann der erste Gang als Enabler-Gang, d. h. mit Momentenbegrenzung ausgeführt sein.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann auf Anfahrkupplung, Reibschaltelemente und Synchronisierungseinrichtungen verzichtet werden, da die Fahranteile, in denen die genannten Reibschaltelemente mit Differenzdrehzahl, also wärmeerzeugend und somit energieverbrauchend betrieben werden, nämlich Anfahren, Kriechen, Rangieren und Gangwechsel, von den Elektroma- schinen übernommen werden, wobei die elektrische Energie entweder durch die erste Elektromaschine und/oder durch den elektrischen Energiespeicher bereitgestellt wird.
Durch Verzicht auf längere Fahrten mit verbrauchsgünstigem rein elektrischen Antrieb können zudem anstelle gewichtstreibender Batterien mit einer hohen Kapazität beispielsweise schnell auf- und entladende Doppelschichtkondensatoren eingesetzt werden. Des weiteren kann gemäß der Erfindung auf eine Parksperre und eine zusätzliche Einrichtung für den Rückwärtsgang verzichtet werden, wie im folgenden erläutert wird.
Ferner kann insbesondere bei kleineren Kraftfahrzeugen die Hydraulik und die Hydraulikpumpe entfallen, wenn die Schaltbetätigung zum Gangeinbzw. Gangauslegen elektromotorisch erfolgt.
Durch den Verzicht auf die oben genannten Bauteile werden in vorteilhafter Weise Bauaufwand, Gewicht und Kosten deutlich reduziert, wobei gleichzeitig der Verbrauch gesenkt und die Fahrleistungen gesteigert werden.
Erfindungsgemäß wird die Parksperrenfunktion ohne eine explizit ausgeführte Parksperre durch Einlegen eines Ganges im Schaltgetriebe realisiert, wobei das Lösen dieser Parksperre, d. h. das Gangauslegen mittels eines in Bergaufrichtung aufgebrachten Drehmoments zur Antriebsstrangentspannung durch die zweite Elektromaschine erfolgt.
Der Verbrennungsmotor kann im Rahmen eines Direktstarts durch die erste Elektromaschine bei ausgelegtem Gang gestartet werden; zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Funktionen elektrisches Anfahren, Rangieren und Kriechen vorwärts und rückwärts - wodurch eine Rückwärtsfahrt ohne eine zusätzliche Rückwärtsgangeinrichtung realisierbar ist - bei ausgelegtem Gang über die zweite Elektromaschine realisiert werden, welche dabei über den zumindest einen elektrischen Energiespeicher und/oder über die im Generatorbetrieb laufende erste Elektromaschine versorgt wird, die wiederum durch den Verbrennungsmotor generatorisch betrieben wird.
Im Rahmen des Verfahrens zum Betreiben des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs wird ein Weiterfahren verbrennungsmotorisch oder verbrennungsmotorisch mit elektrischer Unterstützung (Boosten) durch Gang- einlegen im Schaltgetriebe bei Synchrondrehzahl zwischen der Getriebeeingangswelle und einem auf dieser Welle angeordneten Losrad realisiert.
Ferner ist ein Fahren mit elektrischer Unterstützung mit Energie aus dem Energiespeicher und/oder durch Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine über die zweite Elektromaschine oder mit Energie aus dem zumindest einen Energiespeicher über beide Elektromaschinen im Motorbetrieb möglich.
Gemäß der Erfindung ist ein Starten bzw. Hochziehen des Verbrennungsmotors bei gleichzeitigem Anfahren vorwärts bei eingelegtem, vorzugsweise ersten Gang durch Betreiben der ersten und/oder zweiten Elektromaschine im Motorbetrieb möglich, wobei ein Weiterfahren verbrennungsmotorisch oder verbrennungsmotorisch mit elektrischer Unterstützung mit eingelegtem Gang möglich ist; theoretisch ist auf diese Weise auch ein Motorabwürgen mit anschließendem Starten möglich.
Bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen erfolgt eine teilweise bzw. vollständige Lastübernahme durch die zweite Elektromaschine, die im Zugbetrieb als Motor und im Schubbetrieb generatorisch betrieben wird, wobei gleichzeitig die Verspannung im eingelegten Gang des Schaltgetriebes durch einen Motoreingriff mittels des Verbrennungsmotors und/oder durch Aufbringen eines positiven oder negativen Drehmomentes durch die erste Elektromaschine gelöst wird.
Diese Vorgehensweise bietet eine hohe Spontanität dadurch, dass eine kurzfristige Bestromung der zweiten Elektromaschine bei der Lastübernahme möglich ist, wobei die Höhe des Momentes beispielsweise über eine Fahrwi- derstandsbilanzierung ermittelt werden kann. Gemäß der Erfindung erfolgt bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen das Gangauslegen im Schaltgetriebe im lastlosen bzw. fast lastlosen Zustand durch die Betätigung eines Aktuators.
Des weiteren kann bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen der Synchronlauf zwischen der Getriebeeingangswelle und dem auf dieser Getriebewelle angeordneten Losrad des höheren bzw. niedrigeren Ganges im Schaltgetriebe durch Beschleunigen der Getriebeeingangswelle durch einen Motoreingriff am Verbrennungsmotor und/oder durch Aufbringen eines Drehmomentes durch die erste Elektromaschine durch Generator- bzw. Motorbetrieb hergestellt werden, wobei niedrige Gangsprünge eine schnelle Drehzahlanpassung an der Getriebeeingangswelle und damit auch an der Kurbelwelle begünstigen. Hierbei ist eine schnelle Drehzahlanpassung nicht unbedingt erforderlich, weil das Antriebsmoment an der Antriebsachse während der Schaltung von der zweiten Elektromaschine bereitgestellt wird.
Das Einlegen eines neuen Ganges im Schaltgetriebe bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen kann zum Einen bei geringfügiger Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangswelle und dem auf dieser Getriebewelle angeordneten Losrad des neuen Ganges, beispielsweise durch Einlegen einer Schaltklaue zum Einspuren erfolgen. Zum Anderen kann ein neuer Gang bei geringfügiger Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangswelle und dem auf dieser Getriebewelle angeordneten Losrad oder vollständigem Synchronlauf eingelegt werden, wobei die Schaltbetätigung genau dann erfolgt, wenn beide Mitnahmeverzahnungen derart zueinander stehen, dass eine Zahn-vor- Zahnlücke-Stellung vorliegt, wodurch ein Einspuren ohne stirnseitiges Anschlagen möglich ist.
In vorteilhafter Weise kann durch Gangauslegen die (Verbrennungs-) Motorbremse abgeschaltet werden. Des weiteren wird eine Rekuperation durch Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine bei eingelegtem Gang und/oder der zweiten Elektromaschine ermöglicht, wobei für den Fall, dass auf Rekupe- ration verzichtet wird, der Energiespeicher kleiner ausfallen kann.
Zudem kann ein Segelbetrieb durch Gangauslegen bzw. durch Gangauslegen mit anschließendem Motorstopp realisiert werden. Zum Fahrzeugabbremsen bzw. -ausrollen bis unterhalb einer bestimmten, vorgegebenen Geschwindigkeit bzw. zum Anhalten des Fahrzeugs wird vorgeschlagen, bei Unterschreiten einer bestimmten, vorgegebenen Geschwindigkeit, in Abhängigkeit vom Fahrprogramm und der Verbrennungsmotordrehzahl zurückzuschalten bzw. den eingelegten Gang auszulegen; dies erfolgt analog zu der beschriebenen Vorgehensweise bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben des Antriebsstrangs kann eine Schwingungsdämpfung durch zumindest eine Elektromaschine erfolgen.
Mindestens eine Elektromaschine kann zusätzlich als Resolver verwendet werden.
Ferner kann der Verbrennungsmotor als Drehzahlgeber, insbesondere bei verdrehsteifer Verbindung zur Getriebeeingangswelle eingesetzt werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine gerichtete, drehsteife Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeingangswelle verwendet werden, um über die Zündung eine Drehzahl- und Winkellageerfassung zu ermöglichen, wodurch das Einlegen eines neuen Ganges vereinfacht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die abgegebene elektrischen Energie einer Elektromaschine durch die zumindest eine weitere Elektromaschine genutzt wird. Beispielsweise muss bei einer Zughochschaltung die Verbren- nungsmotordrehzahl bzw. die Rotordrehzahl der ersten Elektromaschine „gedrückt" werden, wobei die erste Elektromaschine den Verbrennungsmotor bremst und Strom erzeugt, der wiederum die zweite Elektromaschine, welche die Last der Hochschaltung übernimmt, antreibt. Auf diese Weise wird während einer Hochschaltung weniger Energie aus dem elektrischen Speicher entnommen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug; und
Figur 2: Eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug.
In Figur 1 ist ein Hybrid-Anthebsstrang gezeigt, umfassend einen Verbrennungsmotor 1 in Front - Quer - Bauweise, zwei Elektromaschinen 9, 1 1 , ein mehrere Gänge aufweisendes Getriebe 2, eine elektromotorische Schaltbetätigung 3, als elektrischen Energiespeicher Doppelschichtkondensatoren 4, eine Steuerung 5 mit Leistungselektronik und Drehzahlsensoren 6, 7 die vor und hinter dem Getriebe 2 angeordnet sind.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist der Verbrennungsmotor 1 über einen Torsionsdämpfer 8 mit der ersten Elektromaschine 9 verbunden, die drehfest mit der Getriebeeingangswelle 10 des Getriebes 2 verbunden ist. Die zweite Elektromaschine ist erfindungsgemäß über ein Stirnradgetriebe 12 mit der Getriebeausgangswelle 13 des Getriebes 2 verbunden. Des weiteren ist die Getriebeausgangswelle 13 des Getriebes 2 über ein Stirnradgetriebe 14 mit einem Differential 15 zur Verteilung des Antriebsmomentes auf die beiden Vorderräder 16, 17 des Kraftfahrzeuges verbunden.
Das Mehrgewicht im Vergleich zu einem herkömmlichen Antriebsstrang, welches durch die Verwendung der ersten Elektromaschine anstelle eines konventionellen Anlassers und einer konventionellen Lichtmaschine, durch die zweite Elektromaschine, durch die Leistungselektronik und durch die Doppelschichtkondensatoren verursacht wird, wird zumindest durch den Entfall der Anfahrkupplung, den Synchronisierungen, der separaten Einrichtung zur Erzeugung des Rückwärtsganges sowie der Schaltbetätigung und durch den Einsatz eines kleineren Verbrennungsmotors teilkompensiert.
Bei einer kurzen Gesamtübersetzung des ersten Ganges, die beispielsweise 21 ,5 betragen kann, können bei einem statischen Reifenrollradius von 0,277 m Kriechgeschwindigkeiten ähnlich der Kriechgeschwindigkeiten eines Geländefahrzeuges von unter 5 km/h bei 1000 U/min erzielt werden.
Typische Werte für die Gangsprünge sind: 1 ,43 (1 -2 Gang), 1 ,40 (2-3 Gang), 1 ,36 (3-4 Gang), 1 ,32 (4-5 Gang), 1 ,28 (5-6 Gang), 1 ,25 (6-7 Gang), 1 ,23 (7-8 Gang), 1 ,20 (8-9 Gang) und 1 ,19 (9-10 Gang). In vorteilhafter weise ergibt sich wegen der kleinen Gangsprünge und durch Boosten ein mit einem konventionellen Antriebsstrang mit mindestens 1 , 3-facher Motorleistung vergleichbares Beschleunigungsvermögen.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ist auf eine Torque Vectoring - Ausführung durch den Einsatz zweier Elektromaschinen 1 1 , 18 in Form einer Tandem - Elektromaschine an der Hinterachse des Fahrzeugs erweiterbar, wie anhand Figur 2 veranschaulicht. Hierbei ist die zweite Elektromaschine 1 1 einem Rad 21 der Hinterachse zugeordnet und über ein Getriebe 19 mit der Hinterachse verbunden. Wie aus der Figur ersichtlich, ist eine dritte, ebenfalls mit der Steuerung 5 verbundene Elektromaschine 18 vorgesehen, die dem weiteren Rad 22 der Hinterachse zugeordnet ist und über ein Getriebe 20 mit der Hinterachse verbunden ist.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Antriebsstrangs, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
Bezuqszeichen
1 Verbrennungsmotor
2 Getriebe
3 Schaltbetätigung
4 elektrischer Energiespeicher
5 Steuerung
6 Drehzahlsensor
7 Drehzahlsensor
8 Torsionsdämpfer
9 Elektromaschine
10 Getriebeeingangswelle
1 1 Elektromaschine
12 Stirnradgetriebe
13 Getriebeausgangswelle
14 Stirnradgetriebe
15 Differential
16 Vorderrad
17 Vorderrad
18 Elektromaschine
19 Getriebe
20 Getriebe
21 Rad der Hinterachse
22 Rad der Hinterachse

Claims

Patentan sprü ch e
1. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (1), mindestens zwei Elektromaschinen (9, 11), ein Mehrganggetriebe (2) mit einer Getriebeeingangswelle (10) und einer Getriebeausgangswelle (13), eine Schaltbetätigung (3), mindestens einen elektrischen Energiespeicher (4) sowie eine Steuerung (5), Leistungselektronik und Sensorik (6, 7), wobei der Verbrennungsmotor (1) und der Rotor der ersten Elektromaschine (9) fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb gemeinsam oder einzeln mit der Getriebeeingangswelle (10) des Mehrganggetriebes verbunden sind, wobei die Getriebeausgangswelle (13) des Mehrganggetriebes fest oder über ein Zahnradgetriebe (14) oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb mit mindestens einem Rad oder einem Differential (15) einer ersten Fahrzeugachse verbunden ist, wobei der Rotor der zweiten Elektromaschine (11) entweder mit mindestens einem Rad oder einem Differential (15) der ersten Fahrzeugachse oder mit mindestens einem Rad oder einem Differential der zweiten Fahrzeugachse fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb verbunden ist.
2. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach Anspruch 1 , dadurch geken n zei ch n et, dass das Mehrganggetriebe als Vorgelegegetriebe ausgeführt ist.
3. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach Anspruch 2, dadurch geken n zei ch n et, dass das Mehrganggetriebe als Ziehkeilgetriebe ausgebildet ist.
4. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch geken n zei ch n et, dass im Mehrganggetriebe an einem Gang oder an mehreren Gängen unsynchronisierte Klauenkupplungen vorgesehen sind.
5. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch geken n zei ch n et, dass die erste Elektromaschine (9) vor dem Verbrennungsmotor (1) angeordnet ist, so dass der Verbrennungsmotor (1) in Kraftflussrichtung betrachtet zwischen der ersten Elektromaschine (9) und dem Getriebe (2) angeordnet ist.
6. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch geken n zei ch n et, dass die erste und/oder die zweite Elektromaschine (9, 11) über ein Schaltelement ausrückbar sind.
7. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch geken n zei ch n et, dass der mindestens eine elektrische Energiespeicher (4) in Form eines Doppelschichtkondensators ausgeführt ist.
8. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch geken n zei ch n et, dass an der ersten Fahrzeugachse eine dritte Elektromaschine angeordnet ist, wobei die dritte Elektromaschine zwischen einem Differential (15) und einem Antriebsrad (16) und die zweite Elektromaschine zwischen dem Differential (15) und dem anderen Antriebsrad (17) jeweils entweder fest oder über ein Zahnradgetriebe oder einen Ketten — oder Zahnriementrieb angeordnet ist.
9. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken n zei ch n et, dass eine dritte Elektromaschine (18) und die zweite Elektromaschine (11) oder eine vierte Elektromaschine auf einer zweiten Fahrzeugachse angeordnet sind, wobei der Rotor der dritten Elektromaschine (18) mit dem einen Antriebsrad (22) und der Rotor der zweiten bzw. vierten Elektromaschine mit dem anderen Antriebsrad (21) der zweiten Fahrzeugachse, jeweils entweder fest oder über ein Zahnradgetriebe (19, 20) oder einen Ketten- oder Zahnriementrieb verbunden ist, so dass ein Torque Vectoring Hybrid realisiert wird, bei dem die Verschiebung von Moment von einem Rad (22) der Achse auf das andere Rad (21) ermöglicht wird.
10. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch geken n zei ch n et, dass zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der ersten Elektromaschine (9) oder der Getriebeeingangswelle (10) ein Torsionsdämpfer (8) angeordnet ist.
11. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch geken n zei ch n et, dass für den Fall, dass das Getriebe (2) als Vorgelegegetriebe ausgeführt ist, dieses eine parallel zur ersten Getriebeausgangswelle angeordnete zweite Getriebeausgangswelle aufweist, wobei die Drehmomentübertragung über jeweils an den Getriebeausgangswellen angeordneten Stirnrädern erfolgt, welche mit einem Stirnrad kämmen, das mit dem weiteren Abtrieb verbunden ist.
12. Verfahren zum Betreiben eines nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11 ausgeführten Hybridantriebsstrangs, dadurch geken n zei ch n et, dass die Funktionen elektrisches Anfahren, Rangieren und Kriechen vorwärts und rückwärts bei ausgelegtem Gang über die zweite Elektromaschine (11 ) realisiert werden, welche über den zumindest einen elektrischen Energiespeicher (4) und/oder über die im Generatorbetrieb laufende erste Elektromaschine (9) versorgt wird, welche durch den Verbrennungsmotor (1) generatorisch betrieben wird.
13. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach Anspruch 12, dadurch geken n zei ch n et, dass ein Starten bzw. Hochziehen des Verbrennungsmotors (1) bei gleichzeitigem Anfahren in Vorwärtsrichtung bei eingelegtem Gang durch Betreiben der ersten und/oder zweiten Elektromaschine (9, 11) im Motorbetrieb erfolgt, wobei optional ein Weiterfahren verbrennungsmotorisch oder verbrennungsmotorisch mit elektrischer Unterstützung bei eingelegtem Gang erfolgt.
14. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach Anspruch 12 oder 13, dadurch geken n zei ch n et, dass ein Fahren mit elektrischer Unterstützung mit Energie aus dem Energiespeicher (4) und/oder durch Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine (9) über die zweite Elektromaschine (11) oder mit Energie aus dem zumindest einen Energiespeicher (4) über beide Elektromaschinen (9, 11) im Motorbetrieb möglich ist.
15. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch geken n zei ch n et, dass bei Lasthochbzw. Lastrückschaltungen eine teilweise bzw. vollständige Lastübernahme durch die zweite Elektromaschine (11) erfolgt, die im Zugbetrieb als Motor und im Schubbetrieb generatorisch betrieben wird, wobei gleichzeitig die Verspannung im eingelegten Gang des Getriebes (2) durch einen Motoreingriff mittels des Verbrennungsmotors (1) und/oder durch Aufbringen eines positiven oder negativen Drehmomentes durch die erste Elektromaschine (9) gelöst wird.
16. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach Anspruch 12, 13, 14 oder 15, dadurch geken n zei ch n et, dass bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen der Synchronlauf zwischen der Getriebeeingangswelle (10) und dem auf dieser Getriebewelle angeordneten Losrad des höheren bzw. niedrigeren Ganges im Getriebe (2) durch Beschleunigen der Getriebeeingangswelle (10) durch einen Motoreingriff am Verbrennungsmo- tor (1) und/oder durch Aufbringen eines Drehmomentes durch die erste Elek- tromaschine (9) durch Generator- bzw. Motorbetrieb hergestellt wird.
17. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach Anspruch 12, 13, 14, 15 oder 16, dadurch geken n zei ch n et, dass das Einlegen eines neuen Ganges im Getriebe (2) bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen bei geringfügiger Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangswelle (10) und dem auf dieser Getriebewelle angeordneten Losrad des neuen Ganges durch Einlegen einer Schaltklaue zum Einspuren erfolgt oder dass das Einlegen eines neuen Ganges im Getriebe (2) bei Lasthoch- bzw. Lastrückschaltungen bei geringfügiger Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangswelle (10) und dem auf dieser Getriebewelle angeordneten Losrad des neuen Ganges oder bei vollständigem Synchronlauf eingelegt wird, wobei die Schaltbetätigung genau dann erfolgt, wenn beide Mitnahmeverzahnungen derart zueinander stehen, dass eine Zahn-vor-Zahnlücke-Stellung vorliegt, wodurch ein Einspuren ohne stirnseitiges Anschlagen ermöglicht wird.
18. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch geken n zei ch n et, dass die Parksperrenfunktion ohne eine explizit ausgeführte Parksperre durch Einlegen eines Ganges im Getriebe realisiert wird, wobei das Lösen dieser Parksperre, d. h. das Gangauslegen mittels eines in Bergaufrichtung aufgebrachten Drehmoments zur Antriebsstrangentspannung durch die zweite Elekt- romaschine (11) erfolgt.
19. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch geken n zei ch n et, dass ein Segelbetrieb durch Gangauslegen bzw. durch Gangauslegen mit anschließendem Motorstopp realisiert wird, wobei zum Fahrzeugabbremsen bzw. -ausrollen bis unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit bzw. zum Anhalten des Fahrzeugs, bei Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit, in Abhängigkeit vom Fahrprogramm und der Verbrennungsmotordrehzahl zurückgeschaltet bzw. der eingelegte Gang ausgelegt wird.
20. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 19, dadurch geken n zei ch n et, dass die von einer Elektromaschine abgegebene elektrische Energie durch die zumindest eine weitere Elektromaschine genutzt wird
21. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach Anspruch 20, dadurch geken n zei ch n et, dass bei einer Zughochschaltung die Verbrennungsmotordrehzahl bzw. die Rotordrehzahl der ersten Elektromaschine (9) gedrückt wird, wobei die erste Elektromaschine (9) den Verbrennungsmotor (1) bremst und Strom erzeugt, welcher die zweite Elektromaschine (11), welche die Last der Hochschaltung übernimmt, antreibt.
22. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 21 , dadurch geken n zei ch n et, dass durch zumindest eine Elektromaschine eine Schwingungsdämpfung des Hybridantriebsstrangs erfolgt.
23. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 22, dadurch geken n zei ch n et, dass zumindest eine Elektromaschine als Resolver verwendet wird.
24. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 23, dadurch geken n zei ch n et, dass für den Fall einer verdrehsteifen Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Getriebeeingangswelle (10) diese verwendet wird, um über die Zündung eine Drehzahl- und Winkellageerfassung zu ermöglichen.
25. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 23, dadurch g e ke n n z e i c h n et , dass eine Rekuperation durch Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine (9) bei eingelegtem Gang und/oder der zweiten Elektromaschine erfolgt.
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