EP4619664A1 - Verfahren zum betreiben eines mehrfachkupplungsgetriebes sowie entsprechendes mehrfachkupplungsgetriebe - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines mehrfachkupplungsgetriebes sowie entsprechendes mehrfachkupplungsgetriebe

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Publication number
EP4619664A1
EP4619664A1 EP23804962.1A EP23804962A EP4619664A1 EP 4619664 A1 EP4619664 A1 EP 4619664A1 EP 23804962 A EP23804962 A EP 23804962A EP 4619664 A1 EP4619664 A1 EP 4619664A1
Authority
EP
European Patent Office
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clutch
transmission
torque
temporarily
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23804962.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Prochazka
Dominik Doblinger
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi 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 Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP4619664A1 publication Critical patent/EP4619664A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16H61/684—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive
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    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/42—Control of clutches
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    • F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
    • F16H2057/0012—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings for reducing drive line oscillations
    • 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
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H2061/0425—Bridging torque interruption
    • F16H2061/0433—Bridging torque interruption by torque supply with an electric motor
    • 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
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0059—Braking of gear output shaft using simultaneous engagement of engaging means, e.g. clutches or brakes, applied for different gear ratios
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a multiple clutch transmission for a motor vehicle, wherein the multiple clutch transmission has a transmission input shaft that is or can be coupled to a drive device of the motor vehicle and a transmission output shaft that are coupled to one another in terms of drive technology at least temporarily via a first clutch and a first partial transmission and at least temporarily via a second clutch and a second partial transmission.
  • the invention further relates to a corresponding motor vehicle.
  • the prior art document DE 102 44 026 A1 is known.
  • vibrations occur in the drive train during the slip phase of a clutch, which are generated in the vehicle clutch. These vibrations arise when a slipping clutch generates periodic torques that lie in the natural frequency range of the drive train that is dynamically separated by the clutch.
  • Such torsional vibrations are converted into longitudinal vibrations in the drive train by the vehicle's drive wheels and are perceived as detrimental by the vehicle occupants.
  • a method and a device are presented with which these disturbing vibrations are reduced at least in terms of their amplitude.
  • the method provides for detecting the disturbing vibrations with the help of a control and regulation device and suitable sensors and, if they exceed to activate at least one device, within predetermined limit values, to actuate components of the vehicle in such a way as to dampen or compensate for the disturbing vibrations.
  • an electric machine is coupled to the multiple clutch transmission on the output side in terms of drive technology at least temporarily to provide a drive torque, wherein at least temporarily a first target clutch torque different from zero is set on the first clutch and at the same time a second target clutch torque different from zero is set on the second clutch.
  • the multiple clutch transmission is preferably a component of the motor vehicle.
  • the motor vehicle has the drive device for driving the same.
  • the drive device serves to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle.
  • the drive torque is provided at least temporarily by a drive unit of the drive device, which is preferably in the form of an internal combustion engine.
  • the multiple clutch transmission is intended and designed to drive-couple the drive device or the drive unit of the drive device to at least one wheel axle of the motor vehicle. At least temporarily, therefore, The wheel axle is coupled or connected to the drive system via the multiple clutch transmission.
  • the multiple clutch transmission has the transmission input shaft, via which the multiple clutch transmission is coupled to the drive device.
  • the drive device or the drive unit of the drive device is therefore coupled or can be coupled to the multiple clutch transmission on the input side, in particular permanently and/or via at least one starting clutch.
  • the multiple clutch transmission On the output side, has the transmission output shaft.
  • the transmission output shaft is coupled or can at least be coupled to at least one wheel axle of the motor vehicle, for example.
  • the wheel axle of the motor vehicle preferably has several sub-axles, which are connected to one another and to the transmission output shaft via an axle differential. At least one wheel of the motor vehicle is present on each of the sub-axles, so that the wheels of the motor vehicle are coupled to one another on the one hand and to the transmission output shaft on the other via the axle differential.
  • the multiple clutch transmission has the first partial transmission and the second partial transmission, via which the transmission input shaft is at least temporarily coupled to the transmission output shaft in terms of drive.
  • the transmission input shaft is at least temporarily connected to the transmission output shaft in a rotationally fixed manner via the first clutch and the first partial transmission.
  • the first partial transmission and the second partial transmission preferably have different gear ratios.
  • a gear ratio between the transmission input shaft and the transmission output shaft is The gear ratio can be switched or adjusted by opening and closing the two clutches accordingly.
  • the multiple clutch transmission is therefore a dual clutch transmission.
  • the first partial transmission and the second partial transmission are each designed as a manual transmission with several gears, on which at least one gear from the several gears can be selected and adjusted.
  • the gears of the two partial transmissions differ from one another in terms of their gear ratio.
  • the multiple clutch transmission therefore has several gears, which are made up of the gears of the first partial transmission and the gears of the second partial transmission and each have different gear ratios.
  • the two partial transmissions are connected on the output side to the transmission output shaft in a rotationally fixed manner, in particular permanently.
  • the invention provides that in addition to the drive device of the motor vehicle, an electric machine is present. This is intended and designed to at least temporarily provide the drive torque aimed at driving the motor vehicle, in particular without support from the drive device.
  • the drive torque is thus temporarily provided by the drive device, temporarily by the electric machine and temporarily by the drive device and the electric machine together.
  • the motor vehicle is in particular a hybrid motor vehicle.
  • the electric machine is at least temporarily coupled to the multiple clutch transmission on the output side in terms of drive technology.
  • the electric machine is coupled to the multiple clutch transmission in such a way that a drive torque can be or is provided to the transmission output shaft by means of the electric machine even when the first clutch and the second clutch are fully open.
  • the electric machine is preferably coupled to the multiple clutch transmission on the output side even when the first clutch and the second clutch are fully open.
  • fully opened second clutch can be rigidly coupled to the transmission output shaft or is at least temporarily rigidly coupled.
  • the electric machine can particularly preferably be coupled to the transmission output shaft, in particular by means of a separating clutch.
  • a separating clutch This means that the electric machine is connected to the transmission output shaft in terms of drive technology via the separating clutch, in particular directly.
  • the electric machine is coupled to the transmission output shaft, preferably rigidly; when the separating clutch is open, however, it is decoupled from it, preferably completely.
  • the drive device is thus coupled or can be coupled to the transmission input shaft of the multiple clutch transmission on the input side, while the electric machine is coupled or can be coupled to the transmission output shaft of the multiple clutch transmission on the output side.
  • the drive device is only indirectly connected to the transmission output shaft in terms of drive technology via the multiple clutch transmission.
  • the electric machine on the other hand, is directly coupled to the transmission output shaft or at least can be coupled to it.
  • the electric machine can be provided at any point between the multiple clutch transmission and at least one wheel axle of the motor vehicle in terms of drive technology.
  • the electric machine can be integrated into the wheel axle of the motor vehicle and/or into a wheel hub of the wheel axle.
  • the electric machine is particularly preferably part of the multiple clutch transmission.
  • the electric machine is integrated into a housing of the multiple clutch transmission on a side opposite the transmission input shaft and/or is attached to the housing.
  • the drive unit is preferably at a standstill or is switched off or is idling.
  • a standstill of the drive unit is to be understood in particular as meaning that a drive shaft of the drive unit, for example a crankshaft of the drive unit designed as an internal combustion engine, has a speed of zero.
  • the drive unit is idling, for example, wherein the drive shaft has a speed other than zero, but does not contribute anything to the drive torque.
  • acoustic noises can occur at a speed of the transmission output shaft other than zero due to mechanical play in the two partial transmissions caused by production, which are perceived as disturbing by a driver of the vehicle.
  • flank play occurring between the teeth of the gears of the two partial transmissions leads to acoustic noises that are perceived as disturbing when the load of the electric machine changes.
  • the invention now provides for the first target clutch torque to be set at least temporarily on the first clutch and the second target clutch torque to be set at the same time on the other clutch.
  • the first The target clutch torque and the second target clutch torque are different from zero, in particular greater than zero. This means that the first clutch and the second clutch are set to transmit a maximum torque corresponding to the first target clutch torque or the second target clutch torque.
  • the target clutch torque is therefore a torque that can be transmitted at the maximum via the respective clutch.
  • the first clutch and the second clutch are designed, for example, as a hydraulically or mechanically operated clutch, in particular as a multi-plate clutch. Accordingly, the two clutches each have an actuating element by means of which the clutch is subjected to a contact pressure. The contact pressure is determined based on the target clutch torque and this contact pressure is set on the respective clutch. Consequently, slippage occurs on the two clutches if the drive torque provided by the output side, in particular the drive torque provided by the electric machine, is greater than the target clutch torque set on the respective clutch.
  • the invention provides that at least temporarily, when the speed of the transmission output shaft is different from zero, a target clutch torque different from zero is set on the first clutch and on the second clutch, namely the first target clutch torque and the second target clutch torque.
  • the first target clutch torque corresponds to the second target clutch torque, for example if the first clutch and the second clutch are identical.
  • a target clutch torque different from zero is set on the first clutch and at the same time on the second clutch, at least temporarily.
  • the two clutches are therefore not fully open, but are at least partially slipping. closed. This is preferably done during purely electric operation of the vehicle.
  • the procedure described above means that both the first partial transmission and the second partial transmission are connected to the transmission input shaft via the respective clutch during purely electric driving operation, at least in a slipping manner.
  • the two partial transmissions are mechanically tensioned, which reduces or avoids the acoustic noises described above.
  • the invention thus enables particularly quiet driving operation using the electric machine coupled to the multiple clutch transmission on the output side.
  • first target clutch torque and/or the second target clutch torque are each selected to be greater than a slip point torque corresponding to a slip point of the respective clutch.
  • the slip point or kiss point or grip point of the clutch is to be understood in particular as a contact force, when present at the respective clutch there is at least a minimal frictional connection between the transmission input shaft and the respective partial transmission, so that at least the slip point torque can be transmitted via the respective clutch.
  • the first target clutch torque and/or the second target clutch torque are now selected to be greater than the slip point torque.
  • the slip point torque for each of the clutches is determined from a corresponding characteristic curve and/or determined as part of a series of tests.
  • the respective target clutch torque is chosen to be equal to the determined and/or determined slip point torque.
  • a slip point torque of approximately 2 Nm to 8 Nm has proven to be effective, depending on the clutch design and component tolerance. If this value is selected as the target clutch torque, the procedure according to the invention can be carried out reliably with the lowest possible friction losses.
  • first target clutch torque and/or the second target clutch torque are each selected to be smaller than a nominal clutch torque of the respective clutch.
  • the nominal clutch torque is to be understood as the greatest possible torque that can be transmitted reliably and without slippage via the respective clutch during normal operation without permanent damage to the clutch occurring.
  • the first target clutch torque and/or the second target clutch torque correspond to at most 5%, at most 4%, at most 3%, at most 2% or at most 1% of the nominal clutch torque.
  • the first target clutch torque and/or the second target clutch torque are selected in a particularly simple manner based on a known nominal clutch torque of the respective clutch.
  • a further development of the invention provides that the first target clutch torque and the second target clutch torque are set on the clutches during a load change.
  • a load change is understood to mean in particular an acceleration or a deceleration of the motor vehicle, in particular a starting process of the Motor vehicle from a standstill. During such a load change, a corresponding acceleration or deceleration of the speed of the transmission output shaft occurs, which leads to undesirable acoustic noises due to the mechanical play of the two partial transmissions explained above.
  • a further development of the invention provides that before carrying out the load change and/or after carrying out the load change, a third target clutch torque is set at the clutches, which is equal to zero, at least temporarily.
  • the third target clutch torque is provided in addition to the first target clutch torque and the second target clutch torque. This is set on the clutches in particular by opening them completely.
  • the two clutches are initially fully open, at least temporarily, before the load change is carried out.
  • the load change is carried out, in particular immediately at the start of the load change, the first target clutch torque and the second target clutch torque are set on the clutches.
  • a control unit that detects an impending load change, for example by a driver of the motor vehicle pressing an accelerator pedal and/or a brake pedal.
  • the impending load change can be detected by a driver assistance device.
  • At least the third target clutch torque is temporarily set again. This is preferably also done using the control unit, which is designed and configured to detect the end of the load change. This procedure minimizes the friction losses occurring at the clutches.
  • the load change is a load change of the electric machine.
  • the load change is in particular a load change of the electric machine during purely electric driving of the motor vehicle.
  • the electric machine is preferably controlled by means of power electronics.
  • a load change of the electric machine is therefore associated with a corresponding control of the power electronics.
  • a further development of the invention provides that the electric machine is coupled to the transmission output shaft via a spur gear and/or by means of a separating clutch.
  • the electric machine is coupled to the multiple clutch transmission on the output side.
  • the spur gear has at least one spur gear stage and enables a particularly space-saving arrangement of the electric machine on the multiple clutch transmission.
  • an axis of rotation of the electric machine in particular an axis of rotation of a stator of the electric machine, is arranged parallel to an axis of rotation of the transmission output shaft.
  • the separating clutch is present.
  • the separating clutch is preferably designed as a claw clutch and enables the electric machine to be separated from the multiple clutch transmission in terms of drive technology.
  • the separating clutch is particularly preferably arranged coaxially to the transmission output shaft.
  • the electric machine or the axis of rotation of the stator of the electric machine is also arranged coaxially or alternatively axially parallel to the transmission output shaft by means of the spur gear. This enables a compact and space-saving arrangement of the electric machine. At the same time, it is possible to drive the motor vehicle without using the electric machine.
  • a further development of the invention provides that the transmission output shaft and/or the electric machine are at least temporarily coupled to a first wheel axle and/or a second wheel axle of the motor vehicle.
  • the at least one wheel axle of the motor vehicle has already been mentioned above.
  • the at least one wheel axle is preferably the first wheel axle. This is preferably permanently coupled to the transmission output shaft and is present, for example, as a front axle of the motor vehicle.
  • the second wheel axle is present, for example as a rear axle of the motor vehicle.
  • the first wheel axle can also be the rear axle and the second wheel axle can be the front axle of the motor vehicle.
  • the motor vehicle therefore has at least two wheel axles, the first wheel axle being permanently coupled to the transmission output shaft.
  • the second wheel axle can also be permanently coupled to the transmission output shaft.
  • the second wheel axle is coupled to the transmission output shaft by means of a third clutch.
  • the third clutch can be used to separate the second wheel axle from the transmission output shaft in terms of drive technology.
  • the third clutch is preferably part of the multiple clutch transmission and is designed as a multi-disk clutch.
  • the third clutch is integrated in the multiple clutch transmission between the two partial transmissions and the electric machine coupled to the multiple clutch transmission on the output side. This means that both the second wheel axle and the electric machine can be separated from the transmission output shaft in terms of drive technology using the third clutch. This creates a particularly flexible multiple clutch transmission.
  • a further development of the invention provides that the first target clutch torque and the second target clutch torque are set on the clutches when a speed of the transmission output shaft is within a speed range limited by a first speed limit and a second speed limit. Due to other acoustic noise sources, such as wind noise and rolling noise from the wheels of the motor vehicle, the volume of which depends on the current driving speed of the motor vehicle, the acoustic noises described above caused by the mechanical play of the partial transmissions are only perceived as disturbing when they are within the speed range.
  • the first speed limit value preferably corresponds to a minimum driving speed of the motor vehicle that the vehicle must have reached before the method according to the invention is applied.
  • the first speed limit value particularly preferably corresponds to a driving speed of zero, so that the method according to the invention is already carried out during a starting process using the electric machine. During such a starting process, the acoustic noises are perceived as particularly disturbing.
  • the second speed limit preferably corresponds to a maximum speed of the motor vehicle, after which the method according to the invention is no longer carried out.
  • the maximum speed corresponds to a Driving speed at which, when reached or exceeded, the drive torque provided for driving the motor vehicle is no longer provided by the electric machine or only jointly by the electric machine and the drive device. This ensures that the method is only carried out within a driving speed range in which purely electric driving of the motor vehicle with the electric machine is intended.
  • the invention further relates to a multiple clutch transmission for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the statements in the context of this description, wherein the multiple clutch transmission has a transmission input shaft that is or can be coupled to a drive device of the motor vehicle and a transmission output shaft that are at least temporarily coupled to one another in terms of drive technology via a first shift clutch and a first partial transmission and at least temporarily via a second shift transmission and a second partial transmission.
  • an electric machine is at least temporarily coupled to the multiple clutch transmission on the output side in terms of drive technology to provide a drive torque, wherein the multiple clutch transmission is provided and designed to set a first target clutch torque that is different from zero at the first shift clutch and at the same time a second target clutch torque that is different from zero at the second shift clutch.
  • the invention further relates to a motor vehicle with a multiple clutch transmission, in particular a multiple clutch transmission according to the embodiments in the context of this description.
  • Figure 1 is a schematic representation of a motor vehicle with a drive device.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 1 with a drive device 2.
  • the drive device 2 has a drive unit 3 and a multiple clutch transmission 4.
  • the multiple clutch transmission 4 has a first partial transmission 5 and a second partial transmission 6.
  • a transmission input shaft 7 and a transmission output shaft 8 are coupled to one another at least temporarily via a first clutch 9 and the first partial transmission 5 and at least temporarily via a second clutch 10 and the second partial transmission 6.
  • the two partial transmissions 5 and 6 are coupled to the transmission output shaft 8 in a rotationally fixed manner.
  • the multiple clutch transmission 4 is therefore a dual clutch transmission.
  • An electric machine 11 is coupled to the transmission output shaft 8 on the output side in terms of drive technology.
  • the transmission output shaft 8 is via a first output shaft 12 to a first wheel axle 13 and via a second output shaft 14 to a second wheel axle 15 of the motor vehicle 1.
  • the first wheel axle 13 has a first partial axle 16 and a second partial axle 17, which are coupled to one another on the one hand and to the first output shaft 12 on the other hand via a first axle differential 18.
  • the second wheel axle 15 has a first partial axle 19, a second partial axle 20 and a second axle differential 21.
  • the electric machine 11 is coupled to a separating clutch 23 via a spur gear 22.
  • the separating clutch 23 is arranged coaxially to a rotational axis of the transmission output shaft 8.
  • the separating clutch 23 serves to separate the electric machine 11 from the transmission output shaft 8 and is designed, for example, as a claw clutch.
  • the second output shaft 14 is drive-coupled to the transmission output shaft 8 via a third clutch 24.
  • the third clutch 24 is designed, for example, as a multi-disk clutch and serves to separate the second output shaft 14 from the transmission output shaft 8.
  • a further separating clutch 25 is arranged between the second output shaft 14 and the second axle differential 21 and is designed, for example, as a claw clutch. By opening the third clutch 24 and the further separating clutch 25, the second wheel axle 15, the second output shaft 14 and the transmission output shaft 8 can be completely separated from one another in terms of drive.
  • a further electric machine 26 is arranged on the drive unit 3 and is used to start the drive unit 3.
  • the transmission input shaft 7 and a crankshaft of the drive unit 3 have a common axis of rotation 27.
  • the axes of rotation of the transmission input shaft 27 and the crankshaft are arranged coaxially to one another.
  • the transmission output shaft 8 and the second output shaft 14 have a common axis of rotation 28.
  • the axes of rotation of the transmission output shaft 8 and the second output shaft 14 are coaxial to one another and offset parallel to the axis of rotation 27 of the transmission input shaft 7 and the crankshaft.
  • a rotation axis 29 of the electric machine 11 is arranged parallel and offset to the rotation axes 27 and 28.
  • the electric machine 11 is operated at least temporarily when the drive unit 3 is switched off to drive the motor vehicle 1.
  • a target clutch torque other than zero is set at least temporarily on the first clutch 9 and at the same time on the second clutch 10.
  • the two partial transmissions 5 and 6 are mechanically preloaded during purely electric driving of the motor vehicle 1, so that acoustically perceptible noises, which are caused in particular by a flank play of teeth of the two partial transmissions 5 and 6, are reduced.

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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

Verfahren zum Betreiben eines Mehrfachkupplungsgetriebes sowie entsprechendes Mehrfachkupplungsgetriebe
BESCHREIBUNG:
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 des- selbigen 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 Fährbetrieb 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 Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs.
Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise führt dazu, dass sowohl das erste Teilgetriebe als auch das zweite Teilgetriebe während des rein elektrischen Fährbetriebs 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 Fährbetrieb 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 Fährbetriebs 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 Fährbetrieb 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 Fährbetrieb 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 Ab- rollgeräuschen 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 Mehrfahrkupplungsge- triebes 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
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinrichtung.
Die Figur 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 Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs 1 mecha- nisch 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

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastwechsel ein Lastwechsel der elektrischen Maschine (11) ist.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
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