WO2012038016A1 - Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung - Google Patents

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WO2012038016A1
WO2012038016A1 PCT/EP2011/004269 EP2011004269W WO2012038016A1 WO 2012038016 A1 WO2012038016 A1 WO 2012038016A1 EP 2011004269 W EP2011004269 W EP 2011004269W WO 2012038016 A1 WO2012038016 A1 WO 2012038016A1
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drive train
coupling
unit
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Uwe Müller
Detlef Schnitzer
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Daimler Ag
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    • F16D2500/5085—Coasting

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle drive train device according to the preamble of claim 1.
  • DE 199 20 065 A1 already has a motor vehicle drive train device with a drive train which has a first coupling unit and at least one second coupling unit arranged in the power flow after the first coupling unit, and with a control and / or regulating unit for controlling the coupling units, which has a thrust - Operating mode, which is intended to at least in a push operation by opening one of the coupling units to separate a prime mover from a part of the drive train, known.
  • the invention is in particular the object to provide a Kraft povertyantriebs- strand device, with the fuel particularly advantageous can be saved. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention is based on a motor vehicle drive train device having a drive train which has a first coupling unit and at least one second coupling unit arranged in the power flow after the first coupling unit, and with a control and / or regulating unit for controlling the coupling units, which has a thrust operating mode. which is intended to separate at least in a push operation by opening one of the coupling units a prime mover of a part of the drive train.
  • control and / or regulating unit is provided, in the overrun operating mode, the drive train by additionally opening the other the coupling units to be separated at a second location.
  • a “coupling unit” is to be understood here as meaning, in particular, a unit having at least two coupling elements which are rotatably arranged with respect to one another and which can be connected to one another in a rotationally fixed manner by means of a force and / or positive connection be understood, wherein a holding force between the two coupling elements preferably by a geometric engagement of the coupling elements into one another and / or a frictional force between the coupling elements is transmitted.
  • a "power flow” is to be understood as meaning, in particular, a transmission of torque from the drive machine that generates the torque via the various components in the drive train to drive wheels that output the torque "should be understood in this context, in particular, that the second coupling unit is integrated in the outgoing from the engine power flow after the first coupling unit in the drive train.
  • a “control and / or regulating unit” is to be understood as meaning in particular a unit having at least one control unit.
  • Control unit is to be understood in particular as a unit with a processor unit and with a memory unit and with an operating program stored in the memory unit.
  • control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system.
  • a bus system in particular a CAN bus system.
  • the term "provided” should be understood to mean in particular specially programmed, designed and / or equipped.
  • Shear operating mode is understood to mean, in particular, an operating program for overrun operation stored on the control and / or regulating unit.
  • a “pushing operation” is to be understood as meaning a state of the motor vehicle in which torque is introduced from the drive wheels into the drive train, in particular a force flow from the drive wheels in the direction of the drive machine into at least one part of the drive train a torque introduced by the prime mover in the drive train and delivered via the drive wheels to an environment.
  • the drive train may have only one driven axle or else a so-called tandem axle with a deactivatable axle according to DE 10 2007 013 258 A1.
  • a tandem axle has a permanently driven axle and a ner or more clutches off axis.
  • form-locking clutches are arranged in side shafts of the disconnectable axle and a multi-plate clutch is arranged in a connecting shaft between the two axles.
  • the second coupling unit is arranged on the permanently driven axle.
  • control and / or regulating unit is provided to first actuate the first coupling unit for activating and deactivating the thrust operating mode.
  • actuate coupling unit is to be understood in particular as meaning that the coupling unit is switched from a closed state to an open state or from an open to a closed state an actuating pressure is applied, whereby the actuator actuates a switching element of the coupling unit and thereby causes an opening or a grinding of the coupling unit.
  • control and / or regulating unit is provided for activating and deactivating the thrust operating mode after actuation of the first coupling unit to actuate the at least one second coupling unit.
  • the second coupling unit can advantageously be easily operated.
  • At least the at least one second coupling unit is designed as a molded-circuit coupling unit.
  • the second coupling unit can be designed structurally simple.
  • a "form-locking coupling unit” should be understood as meaning, in particular, a coupling unit whose coupling elements, which are mounted rotatably relative to one another, can be connected to one another in a rotationally fixed manner by means of a positive connection.
  • the motor vehicle drive train device has two second coupling units, which are arranged parallel to one another in a force flow. As a result, the drive train can be separated particularly advantageous.
  • a method for a motor vehicle driveline apparatus comprising a driveline, wherein opening a first coupling unit in a thrust mode of operation, drives a prime mover from a portion of the powertrain. is separated, wherein the drive train is separated by opening the at least one second coupling unit at a second location, which in particular advantageously a large part of the drive train is decoupled from a rotational movement proposed.
  • the overrun operating mode is activated when overrun operation is detected, as a result of which the overrun operating mode is activated in particular at a particularly advantageous point in time.
  • the first coupling unit connected upstream in a force flow is first actuated, whereby a force flow in the drive train is interrupted or restored in a particularly simple manner.
  • the second coupling unit is actuated, whereby in particular the second coupling unit can be operated advantageously simply.
  • the at least one second coupling unit is synchronized by means of a drive machine, whereby the at least one second coupling unit can be actuated in particular quickly.
  • the at least one second coupling unit is first opened, whereby the drive train can advantageously be initially separated close to drive wheels.
  • the at least one second coupling unit be relieved for opening by means of the drive machine, whereby the at least one second coupling unit can be actuated particularly quickly and easily.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 17 with a motor vehicle drive train device according to the invention.
  • the motor vehicle 17 has a front axle 18 and a driven rear axle 19.
  • the front axle 18 is not driven.
  • the motor vehicle 17 comprises a drive train 10.
  • the drive train 10 has a drive machine 15, which is provided for generating a drive torque for the motor vehicle 17.
  • the engine 15 is formed as an internal combustion engine. In principle, it is also conceivable for the drive machine 15 to be designed as another drive machine which appears appropriate to a person skilled in the art, for example as an electric motor.
  • the drive train 10 has, in addition to that of the drive motor 15 designed as an internal combustion engine, a further, for example designed as an electric motor drive, which is connected downstream in a power flow of the drive motor 15 designed as an internal combustion engine or connected in parallel with the drive machine designed as an internal combustion engine ,
  • the powertrain 10 has a transmission device 20.
  • the transmission device 20 is arranged in the power flow after the engine 15.
  • the transmission device 20 has a plurality of gear pairs, each having a different gear ratio.
  • the transmission device 20 on several transmission actuators.
  • the transmission actuators actuate gear shift elements that engage the individual gear pairs in the power flow and thereby translate a torque.
  • the transmission device 20 is designed as a group transmission device which has a main group, a splitter group arranged upstream of the main group and a range group connected downstream of the main group. In principle, however, it is also conceivable that the transmission device 20 is embodied as another transmission device which appears appropriate to the person skilled in the art, for example as a planetary gear device.
  • the drive train 10 has a first coupling unit 11.
  • the first coupling unit 1 1 is arranged in the power flow between the drive machine 15 and the transmission device 20.
  • the first coupling unit 11 is designed as a multi-plate clutch.
  • the first coupling unit 11 has two coupling halves 21, 22, which are provided via a Frictional contact rotatably connected to each other.
  • the coupling halves 21, 22 each have a plurality of clutch plates.
  • the clutch plates of the first coupling half 21 and the second coupling half 22 are arranged in each case nested.
  • the first coupling unit 11 is formed as a normally-closed multi-plate clutch. In an unactuated state, the first coupling unit 11 is closed and can transmit a torque.
  • the first coupling unit 1 1 In an actuated state, the first coupling unit 1 1 is open.
  • a clutch actuator not shown with an actuating pressure By acting on a clutch actuator not shown with an actuating pressure, the two coupling halves 21, 22 are separated from one another. A frictional contact between the two coupling halves 21, 22 is thereby interrupted, which prevents a transmission of the torque.
  • the drive train 10 has a drive shaft 23.
  • the drive shaft 23 is formed as a propeller shaft.
  • the drive shaft 23 connects the transmission device 20 with an axle drive 24 of the rear axle 19.
  • the final drive 24 comprises a bevel gear 25 connected to the drive shaft, which meshes with a bevel gear 26 which is arranged on the rear axle 19.
  • the final drive 24 comprises a differential 27, which is partially connected in a rotationally fixed manner to the bevel gear 26 arranged on the rear axle 19.
  • the differential 27 is intended to provide a speed compensation between a first part 28 and a second part 29 of the rear axle 19.
  • the first part 28 of the rear axle has a wheel shaft 30 and a drive wheel 31 attached to the wheel shaft 30.
  • the second part 29 of the rear axle 9 also has a wheel shaft 32 and a drive wheel 33 mounted on the wheel shaft 32 and is mounted on a side opposite the first part of the rear axle.
  • the motor vehicle drive train device For separating the two parts 28, 29 of the rear axle 19 from a front part 16 of the drive train 10, the motor vehicle drive train device comprises two coupling units 12, 13, which are arranged in the force flow after the first coupling unit 11.
  • the coupling unit 12 is arranged on the wheel shaft 30 and connects the first part 28 of the rear axle 19 mechanically separable with the differential 27.
  • the coupling unit 13 is arranged on the wheel shaft 32 and connects the second part 29 of the rear axle 19 mechanically separable with the differential 27th
  • the coupling units 12, 13 are formed as positive locking units.
  • the coupling unit 12 is the same design as the coupling unit 13. In the following, only the coupling unit 12 will be described, with all features of the coupling unit 12 also apply to the coupling unit 13.
  • the arrangement in the drive train 10 alone The coupling unit 12 comprises two coupling halves 34, 35 which are arranged so as to be rotatable relative to one another.
  • the coupling halves 34, 35 each have a dog tooth arrangement for a positive connection with one another.
  • In a closed state of the coupling unit 12 are the two coupling halves 34, 35 by means of the dog teeth in a positive contact and are thus rotatably connected to each other.
  • the coupling unit 12 comprises an actuating actuator, which is provided to bring the two coupling halves 34, 35 in a positive connection.
  • the motor vehicle drive train device has a control and regulation unit 14.
  • the control unit 14 is provided to control the engine 15 and the transmission device 20.
  • the control and regulating unit 14 controls at least one quantity of fuel which is injected into the engine 15 and shifts the transmission device 20 by means of the transmission actuators which are not shown in greater detail.
  • the control unit 14 has a coasting mode of operation.
  • the push mode is intended for overrun operation.
  • the overrun operating mode is activated by the control unit 14 as soon as it detects a coasting operation of the motor vehicle 17.
  • the control and regulation unit 14 is provided to open the first coupling unit 11 and the two second coupling units 12, 13.
  • By opening the coupling units 11, 12, 13, a central part 16 of the drive train 10 is completely separated from a rotational movement of the drive machine 15 and the drive wheels 31, 33. Due to the inertia and possible transmissions of rotary motion by fluid friction, it may be that the part 16 of the drive train 10 still rotates for a certain time during the thrust mode of operation.
  • an injection of fuel in the engine 15 is suspended.
  • the engine 15 is turned off.
  • the drive machine 15 runs at a very low speed, for example, an idling speed.
  • the control and regulation unit 14 is initially provided to open the first coupling unit 11.
  • the control unit 14 controls the clutch actuator, not shown, and opens the coupling unit 11.
  • the prime mover 15 is separated from the part 16 of the drive train 10.
  • a power flow between the engine 15 and the drive wheels 31, 33 is interrupted.
  • the control unit 14 opens the two second coupling units 12, 13 to the To separate powertrain 10 at a second location.
  • the control unit 14 controls the Betrelinsaktuatoren not shown in detail of the coupling units 11, 12 and separates the two coupling halves 34, 35 of the two coupling units 12, 13.
  • the part 16 of the drive train 10 is completely by a rotational movement of the drive machine 15 and the Drive wheels 31, 33 separated.
  • the control and regulation unit 14 is provided to first open the two second coupling units 12, 13.
  • the two second coupling units 12, 13 are relieved for opening by means of the drive machine 15.
  • the control unit 14 by means of the prime mover 15 a momentum shock on the coupling units 12, 13 so that the overrun operation can be temporarily canceled and the coupling units 12, 13 can be opened in a zero crossing of the power flow.
  • the control and regulating unit 14 is provided to the first coupling unit 11 also to open and thereby decouple the part 16 of the drive train 10 completely from a rotational movement of the drive machine 15 and the drive wheels 31, 33 ,
  • the control unit 14 In a mode for disabling the overrun operating mode, the control unit 14 first actuates the first coupling unit 11 again and thereby closes it. An actuating pressure at the actuating actuator, not shown, is lowered, whereby the coupling unit 11 closes again and the two coupling halves 21, 22 again come into frictional contact. The control unit 14 then restarts the prime mover 15, or returns it to a higher speed. In principle, it is also conceivable that the drive machine 15 is started before the coupling unit 11 is closed again.
  • the control unit 14 is then provided after the coupling unit 11 is closed and the engine 15 is restarted to close the two second coupling units 12, 13, whereby the drive train 10 is again completely closed.
  • the two coupling units 12, 13 are synchronized by means of the drive machine 15. If the two coupling halves 34, 35 of the two second coupling units 12, 13 reach approximately the same rotational speed, the two coupling halves 34, 35 can each be brought into positive locking with their associated actuating actuator.
  • control and regulating unit 14 selectively switches the splitter group and / or the range group or the main group of the gear unit designed as a transmission 20 in a neutral position. Thereby, a power flow in the transmission device 20 is disconnected and a torque can not be transmitted between the engine 15 and the drive shaft 23.
  • Activation and deactivation of the thrust operating mode is carried out here the same as in the previously described mode, with the difference that instead of opening the coupling unit 11, the transmission device 20 is brought into a neutral position.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Antriebsstrang (10), der eine erste Koppeleinheit (11) und zumindest eine im Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit (11) angeordnete zweite Koppeleinheit (12, 13) aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (14) zur Steuerung der Koppeleinheiten (11, 12, 13), die einen Schub-Betriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Schubbetrieb durch Öffnen einer der Koppeleinheiten (11) eine Antriebsmaschine (15) von einem Teil (16) des Antriebsstrangs (10) zu trennen. Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) dazu vorgesehen ist, in dem Schub-Betriebsmodus den Antriebsstrang (10) durch zusätzliches Öffnen der anderen der Koppeleinheiten (12, 13) an einer zweiten Stelle zu trennen.

Description

Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 199 20 065 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Antriebsstrang, der eine erste Koppeleinheit und zumindest eine im Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit angeordnete zweite Koppeleinheit aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Steuerung der Koppeleinheiten, die einen Schub- Betriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Schubbetrieb durch Öffnen einer der Koppeleinheiten eine Antriebsmaschine von einem Teil des Antriebsstrangs zu trennen, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugantriebs- strangvorrichtung bereitzustellen, mit der besonders vorteilhaft Kraftstoff eingespart werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Antriebsstrang, der eine erste Koppeleinheit und zumindest eine im Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit angeordnete zweite Koppeleinheit aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Steuerung der Koppeleinheiten, die einen Schub- Betriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Schubbetrieb durch Öffnen einer der Koppeleinheiten eine Antriebsmaschine von einem Teil des Antriebsstrangs zu trennen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, in dem Schub-Betriebsmodus den Antriebsstrang durch zusätzliches Öffnen der anderen der Koppeleinheiten an einer zweiten Stelle zu trennen. Dadurch kann vorteilhat ein großer Teil des Antriebsstrangs von einer Drehbewegung entkoppelt werden, wodurch insbesondere Reib- und Planschverluste in einem Antriebsstrang vorteilhaft verringert werden können und somit besonders vorteilhaft Kraftstoff eingespart werden kann. Unter einer„Koppeleinheit" soll hierbei insbesondere eine Einheit mit zumindest zwei zueinander drehbar angeordneten Koppelelementen verstanden werden, die durch einen Kraft- und/oder Formschluss drehfest miteinander verbindbar sind. Unter einem„Kraft- und/oder Formschluss" soll dabei insbesondere eine lösbare Verbindung verstanden werden, wobei eine Haltekraft zwischen den zwei Koppelelementen vorzugsweise durch einen geometrischen Eingriff der Koppelelemente ineinander und/oder eine Reibkraft zwischen den Koppelelementen übertragen wird. Unter einem„Kraftfluss" soll dabei insbesondere eine Übertragung eines Drehmoments von der Antriebsmaschine, die das Drehmoment erzeugt, über die verschiedenen Bauteile in dem Antriebsstrang bis zu Antriebsrädern, die das Drehmoment abgeben, verstanden werden. Unter„in einem Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit angeordnet" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zweite Koppeleinheit in dem von der Antriebsmaschine ausgehenden Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit in den Antriebsstrang eingebunden ist. Unter einer„Steuer- und/oder Regeleinheit" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem„Steuergerät" soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem „Schub-Betriebsmodus" soll dabei insbesondere ein auf der Steuer- und/der Regeleinheit hinterlegtes Betriebsprogramm für einen Schubbetrieb verstanden werden. Unter einem „Schubbetrieb" soll ein Zustand des Kraftfahrzeugs verstanden werden, bei dem ein Drehmoment von den Antriebsrädern in den Antriebsstrang eingeleitet wird, insbesondere ein Kraftfluss von den Antriebsrädern in Richtung der Antriebsmaschine in zumindest einen Teil des Antriebsstrangs. Im Unterschied dazu wird in einem Zugbetrieb ein Drehmoment von der Antriebsmaschine in den Antriebsstrang eingeleitet und über die Antriebsräder an eine Umgebung abgegeben.
Der Antriebsstrang kann nur eine angetriebene Achse oder auch eine so genannten Tandemachse mit einer abschaltbaren Achse gemäß der DE 10 2007 013 258 A1 aufweisen. Eine derartige Tandemachse weist eine permanent angetriebene Achse und eine über ei- ner oder mehrere Kupplungen abschaltbare Achse auf. Insbesondere sind in Seitenwellen der abschaltbaren Achse formschlüssige Kupplungen und in einer Verbindungswelle zwischen den beiden Achse eine Lamellenkupplung angeordnet. Beim Einsatz einer Tandemachse ist das zweite Koppeleinheit an der permanent angetriebenen Achse angeordnet.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zum Aktivieren und zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus zunächst die erste Koppeleinheit zu betätigen. Dadurch kann ein Kraftfluss in dem Antriebsstrang besonders einfach unterbrochen bzw. wieder hergestellt werden. Unter die„Koppeleinheit betätigen" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Koppeleinheit von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand oder von einem geöffneten in einen geschlossenen zustand geschaltet wird. Dabei wird durch Ansteuerung über die Steuer- und/oder Regeleinheit ein Aktuator beispielsweise mit einem Betätigungsdruck beaufschlagt, wodurch der Aktuator ein Schaltelement der Koppeleinheit betätigt und dadurch ein Öffnen oder ein Schleißen der Koppeleinheit bewirkt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zum Aktivieren und zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus nach dem Betätigen der ersten Koppeleinheit die zumindest eine zweite Koppeleinheit zu betätigen. Dadurch kann insbesondere die zweite Koppeleinheit vorteilhaft einfach betätigt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zumindest die zumindest eine zweite Koppeleinheit als eine Formschiusskoppeleinheit ausgebildet ist. Dadurch kann insbesondere die zweite Koppeleinheit konstruktiv einfach ausgestaltet werden. Unter einer„Formschiusskoppeleinheit" soll dabei insbesondere eine Koppeleinheit verstanden werden, deren drehbar zueinander gelagerten Koppelelemente mittels eines Formschlusses drehfest miteinander verbindbar sind.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung zwei zweite Koppeleinheiten aufweist, die in einem Kraftfluss parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch kann der Antriebsstrang besonders vorteilhaft getrennt werden.
Weiter wird ein Verfahren für eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Antriebsstrang, bei dem durch Öffnen einer ersten Koppeleinheit in einem Schub-Betriebsmodus eine Antriebsmaschine von einem Teil des Antriebsstrangs ge- trennt wird, wobei der Antriebsstrang durch Öffnen der zumindest einen zweiten Koppeleinheit an einer zweiten Stelle getrennt wird, wodurch insbesondere Vorteilhaft ein großer Teil des Antriebsstrangs von einer Drehbewegung entkoppelt wird, vorgeschlagen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Schub-Betriebsmodus bei erkanntem Schubbetrieb aktiviert wird, wodurch der Schub-Betriebsmodus insbesondere zu einem besonderes vorteilhaften Zeitpunkt aktiviert wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Betriebsmodus zum Aktivieren und/oder zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus zunächst die in einem Kraftfluss vorgeschaltete erste Koppeleinheit betätigt wird, wodurch ein Kraftfluss in dem Antriebsstrang besonders einfach unterbrochen bzw. wieder hergestellt wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Betriebsmodus zum Aktivieren und/oder zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus nach dem Betätigen der in dem Kraftfluss vorgeschalteten ersten Koppeleinheit die zweite Koppeleinheit betätigt wird, wodurch insbesondere die zweite Koppeleinheit vorteilhaft einfach betätigt werden kann.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus die zumindest eine zweite Koppeleinheit mittels einer Antriebsmaschine synchronisiert wird, wodurch die zumindest eine zweite Koppeleinheit insbesondere schnell betätigt werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Betriebsmodus zum Aktivieren eines zweiten Schub-Betriebsmodus zunächst die zumindest eine zweite Koppeleinheit geöffnet wird, wodurch der Antriebsstrang vorteilhaft zunächst nahe an Antriebsrädern getrennt werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine zweiten Koppeleinheit zum Öffnen mittels der Antriebsmaschine entlastet wird, wodurch die zumindest eine zweite Koppeleinheit besonders schnell und einfach betätigt werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 17 mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung. Das Kraftfahrzeug 17 weist eine Vorderachse 18 und eine angetriebene Hinterachse 19 auf. Die Vorderachse 18 ist nicht angetrieben. Das Kraftfahrzeug 17 umfasst einen Antriebsstrang 10. Der Antriebsstrang 10 weist eine Antriebsmaschine 15 auf, die zur Erzeugung eines Antriebsmoments für das Kraftfahrzeug 17 vorgesehen ist. Die Antriebsmaschine 15 ist als eine Brennkraftmaschine ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Antriebsmaschine 15 als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Antriebsmaschine ausgebildet ist, beispielsweise als ein Elektromotor. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Antriebsstrang 10 zusätzlich zu dem der als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsmaschine 15 eine weitere, beispielsweise als Elektromotor ausgebildete Antriebsmaschine aufweist, die in einem Kraftfluss der als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsmaschine 15 nachgeschaltet oder mit der als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsmaschine parallel geschaltet ist.
Zur Bereitstellung mehrerer Getriebegänge mit unterschiedlichen Getriebeübersetzungen weist der Antriebsstrang 10 eine Getriebevorrichtung 20 auf. Die Getriebevorrichtung 20 ist in dem Kraftfluss nach der Antriebsmaschine 15 angeordnet. Die Getriebevorrichtung 20 weist mehrere Zahnradpaarungen auf, die jeweils ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis aufweisen. Zur Schaltung der Getriebegänge weist die Getriebevorrichtung 20 mehrere Getriebeaktuatoren auf. Die Getriebeaktuatoren betätigen Getriebeschaltelemente, die die einzelnen Zahnradpaarungen in den Kraftfluss einbinden und dadurch ein Drehmoment übersetzen. Die Getriebevorrichtung 20 ist als eine Gruppenge- triebevorrichtung ausgebildet, die eine Hauptgruppe, eine der Hauptgruppe vorgeschaltete Splitgruppe und eine der Hauptgruppe nachgeschaltete Rangegruppe aufweist. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Getriebevorrichtung 20 als eine andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Getriebevorrichtung, beispielsweise als eine Planetengetriebevorrichtung, ausgebildet ist.
Zum Auftrennen des Antriebsstrangs 10 weist der Antriebsstrang 10 eine erste Koppeleinheit 11 auf. Die erste Koppeleinheit 1 1 ist in dem Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine 15 und der Getriebevorrichtung 20 angeordnet. Die erste Koppeleinheit 11 ist als eine Lamellenkupplung ausgebildet. Zur Übertragung eines Drehmoments weist die erste Koppeleinheit 11 zwei Kupplungshälften 21 , 22 auf, die dazu vorgesehen sind, über einen Reibkontakt drehfest miteinander verbunden zu werden. Dazu weisen die Kupplungshälften 21 , 22 jeweils mehrere Kupplungslamellen auf. Die Kupplungslamellen der ersten Kupplungshälfte 21 und der zweiten Kupplungshälfte 22 sind dabei jeweils geschachtelt angeordnet. Die erste Koppeleinheit 11 ist als eine normally-closed Lamellenkupplung ausgebildet. In einem unbetätigten Zustand ist die erste Koppeleinheit 11 geschlossen und kann ein Drehmoment übertragen. In einem betätigten Zustand ist die erste Koppeleinheit 1 1 geöffnet. Durch eine Beaufschlagung eines nicht näher dargestellten Kupp- lungsaktuators mit einem Betätigungsdruck werden die beiden Kupplungshälften 21 , 22 voneinander getrennt. Ein Reibkontakt zwischen den beiden Kupplungshälften 21 , 22 wird dadurch unterbrochen, was eine Übertragung des Drehmoments verhindert.
Zur Übertragung des Drehmoments von der Getriebevorrichtung an die Hinterachse 19 weist der Antriebsstrang 10 eine Antriebswelle 23 auf. Die Antriebswelle 23 ist als eine Gelenkwelle ausgebildet. Die Antriebswelle 23 verbindet die Getriebevorrichtung 20 mit einem Achsantrieb 24 der Hinterachse 19. Der Achsantrieb 24 umfasst ein mit der Gelenkwelle verbundenes Kegelrad 25, das mit einem Kegelrad 26 kämmt, das auf der Hinterachse 19 angeordnet ist. Der Achsantrieb 24 umfasst ein Differential 27, das teilweise drehfest mit dem auf der Hinterachse 19 angeordneten Kegelrad 26 verbunden ist. Das Differential 27 ist dazu vorgesehen, einen Drehzahlausgleich zwischen einem ersten Teil 28 und einem zweiten Teil 29 der Hinterachse 19 bereitzustellen. Der erste Teil 28 der Hinterachse weist eine Radwelle 30 und ein an der Radwelle 30 angebrachtes Antriebsrad 31 auf. Der zweite Teil 29 der Hinterachse 9 weist ebenfalls eine Radwelle 32 und ein an der Radwelle 32 angebrachtes Antriebsrad 33 auf und ist auf einer dem ersten Teil der Hinterachse gegenüberliegenden Seite angebracht.
Zur Abtrennung der beiden Teile 28, 29 der Hinterachse 19 von einem vorderen Teil 16 des Antriebsstranges 10 umfasst die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung zwei Koppeleinheiten 12, 13, die im Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit 11 angeordnet sind. Die Koppeleinheit 12 ist auf der Radwelle 30 angeordnet und verbindet den ersten Teil 28 der Hinterachse 19 mechanisch trennbar mit dem Differential 27. Die Koppeleinheit 13 ist auf der Radwelle 32 angeordnet und verbindet den zweiten Teil 29 der Hinterachse 19 mechanisch trennbar mit dem Differential 27. Die Koppeleinheiten 12, 13 sind als Formschlusseinheiten ausgebildet.
Die Koppeleinheit 12 ist gleich ausgebildet wie die Koppeleinheit 13. Im Folgenden soll nur die Koppeleinheit 12 beschrieben werden, wobei alle Merkmale der Koppeleinheit 12 auch für die Koppeleinheit 13 gelten. Allein die Anordnung in dem Antriebsstrang 10 un- terscheidet die Koppeleinheiten 12, 13. Die Koppeleinheit 12 umfasst zwei drehbar zueinander angeordnete Koppelhälften 34, 35. Die Koppelhälften 34, 35 weisen für eine formschlüssige Verbindung miteinander jeweils eine Klauenverzahnung auf. In einem geschlossenen Zustand der Koppeleinheit 12 stehen die beiden Koppelhälften 34, 35 mittels der Klauenverzahnung in einem formschlüssigen Kontakt und sind dadurch drehfest miteinander verbunden. Die Koppeleinheit 12 umfasst einen Betätigungsaktuator, der dazu vorgesehen ist, die beiden Kupplungshälften 34, 35 in einen Formschluss zu bringen.
Zur Steuerung der Koppeleinheiten 11 , 12, 13 weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvor- richtung eine Steuer- und Regeleinheit 14 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Antriebsmaschine 15 und die Getriebevorrichtung 20 zu steuern. Dabei Steuer die Steuer- und Regeleinheit 14 zumindest eine Kraftstoffmenge, die in die Antriebsmaschine 15 eingespritzt wird und schaltet die Getriebevorrichtung 20 mittels der nicht näher dargestellten Getriebeaktuatoren.
Die Steuer- und Regeleinheit 14 weist einen Schub-Betriebsmodus auf. Der Schub- Betriebsmodus ist für einen Schubbetrieb vorgesehen. Der Schub-Betriebsmodus wird von der Steuer- und Regeleinheit 14 aktiviert, sobald sie einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs 17 feststellt. In dem Schub-Betriebsmodus ist die Steuer- und Regeleinheit 14 dazu vorgesehen, die erste Koppeleinheit 11 und die zwei zweiten Koppeleinheiten 12, 13 zu öffnen. Durch öffnen der Koppeleinheiten 11 , 12, 13 ist ein mittlerer Teil 16 des Antriebsstrangs 10 von einer Drehbewegung der Antriebsmaschine 15 und der Antriebsräder 31 , 33 völlig getrennt. Durch die Massenträgheit und eventuelle Übertragungen von Drehbewegung durch Fluidreibung kann es sein, dass der Teil 16 des Antriebsstrangs 10 noch für eine bestimmte Zeit während des Schub-Betriebsmodus rotiert. Während des Schubbetriebs wird eine Einspritzung von Kraftstoff in der Antriebsmaschine 15 ausgesetzt. Die Antriebsmaschine 15 wird abgeschaltet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Antriebsmaschine 15 bei einer sehr geringen Drehzahl, beispielsweise einer Leerlaufdrehzahl, mitläuft.
In einem ersten Modus zum Aktivieren des Schub-Betriebsmodus ist die Steuer- und Regeleinheit 14 zunächst dazu vorgesehen, die erste Koppeleinheit 11 zu öffnen. Dazu steuert die Steuer- und Regeleinheit 14 den nicht näher dargestellten Kupplungsaktuator an und öffnet die Koppeleinheit 11. Dadurch ist die Antriebsmaschine 15 von dem Teil 16 des Antriebsstrangs 10 getrennt. Ein Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine 15 und den Antriebsrädern 31 , 33 ist unterbrochen. Nachdem die Koppeleinheit 11 geöffnet ist, öffnet die Steuer- und Regeleinheit 14 die beiden zweiten Koppeleinheiten 12, 13 um den Antriebsstrang 10 an einer zweiten Stelle zu trennen. Dazu steuert die Steuer- und Regeleinheit 14 die nicht näher dargestellten Betätigungsaktuatoren der Koppeleinheiten 11 , 12 und trennt die beiden Koppelhälften 34, 35 der beiden Koppeleinheiten 12, 13. Dadurch ist der Teil 16 des Antriebsstrangs 10 komplett von einer Drehbewegung der Antriebsmaschine 15 und der Antriebsräder 31 , 33 getrennt.
In einem zweiten Modus zum Aktivieren des Schub-Betriebsmodus ist die Steuer- und Regeleinheit 14 dazu vorgesehen, zunächst die zwei zweiten Koppeleinheiten 12, 13 zu öffnen. Die zwei zweiten Koppeleinheiten 12, 13 werden zum Öffnen mittels der Antriebsmaschine 15 entlastet. Dazu gibt die Steuer- und Regeleinheit 14 mittels der Antriebsmaschine 15 einen Momentenstoß auf die Koppeleinheiten 12, 13, damit der Schubbetrieb kurzzeitig aufgehoben werden kann und die Koppeleinheiten 12, 13 in einem Nulldurchgang des Kraftflusses geöffnet werden können. Nach dem Öffnen der beiden zweiten Koppeleinheiten 12, 13 ist die Steuer- und Regeleinheit 14 dazu vorgesehen, die erste Koppeleinheit 11 ebenfalls zu Öffnen und dadurch den Teil 16 des Antriebsstrangs 10 komplett von einer Drehbewegung der Antriebsmaschine 15 und der Antriebsräder 31 , 33 zu entkoppeln.
In einem Modus zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus betätigt die Steuer- und Regeleinheit 14 zunächst die erste Koppeleinheit 11 wieder und schließt sie dadurch. Ein Betätigungsdruck an dem nicht näher dargestellten Betätigungsaktuator wird gesenkt, wodurch sich die Koppeleinheit 11 wieder schließt und die beiden Kupplungshälften 21 , 22 wieder in einen Reibkontakt treten. Die Steuer- und Regeleinheit 14 startet dann die Antriebsmaschine 15 wieder, oder bringt sie wieder auf eine höhere Drehzahl. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Antriebmaschine 15 gestartet wird, bevor die Koppeleinheit 11 wieder geschlossen wird.
Die Steuer- und Regeleinheit 14 ist dann dazu vorgesehen, nachdem die Koppeleinheit 11 geschlossen und die Antriebsmaschine 15 wieder gestartet ist, die zwei zweiten Koppeleinheiten 12, 13 zu schließen, wodurch der Antriebsstrang 10 wieder komplett geschlossen ist. Die zwei Koppeleinheiten 12, 13 werden dabei mittels der Antriebsmaschine 15 synchronisiert. Erreichen die beiden Koppelhälften 34, 35 der beiden zweiten Koppeleinheiten 12, 13 eine annähernd gleiche Drehzahl, können die beiden Koppelhälften 34, 35 jeweils mit ihrem zugeordneten Betätigungsaktuator in einen Formschluss gebracht werden. Alternativ zum öffnen der ersten Koppeleinheit 11 oder der zwei zweiten Koppeleinheiten 12, 13 ist es auch denkbar, dass der Antriebsstrang 10 in der Getriebevorrichtung 20 getrennt wird. Dabei schaltet die Steuer- und Regeleinheit 14 wahlweise die Splitgruppe und/oder die Rangegruppe oder die Hauptgruppe der als Gruppengetriebe ausgebildeten Getriebevorrichtung 20 in eine neutrale Stellung. Dadurch wird ein Kraftfluss in der Getriebevorrichtung 20 getrennt und ein Drehmoment kann nicht mehr zwischen der Antriebsmaschine 15 und der Antriebswelle 23 übertragen werden. Ein Aktivieren und Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus erfolgt hier gleich wie in dem zuvor beschriebenen Modus, bis auf den Unterschied, dass anstatt einem Öffnen der Koppeleinheit 11 die Getriebevorrichtung 20 in eine neutrale Stellung gebracht wird. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass anstatt der zusätzlichen Koppeleinheiten 12, 13 die Rangegruppe der Getriebevorrichtung 20 zusätzlich zu der ersten Koppeleinheit 11 in eine neutrale Stellung gebracht wird, wodurch die Getriebevorrichtung 20 von einer Drehbewegung der Antriebsmaschine 15 und der Antriebsräder 31 , 33 weitgehend entkoppelt wäre. Dies wäre beispielsweise bei einer Ausgestaltung eines Antriebsstrangs 10 ohne die Koppeleinheiten 12, 13 denkbar.

Claims

Patentansprüche
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Antriebsstrang (10), der eine erste Koppeleinheit (11 ) und zumindest eine im Kraftfluss nach der ersten Koppeleinheit (11 ) angeordnete zweite Koppeleinheit (12, 13) aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (14) zur Steuerung der Koppeleinheiten (11 , 12, 13), die einen Schub-Betriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Schubbetrieb durch öffnen einer der Koppeleinheiten (11 ) eine Antriebsmaschine ( 5) von einem Teil (16) des Antriebsstrangs (10) zu trennen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) dazu vorgesehen ist, in dem Schub- Betriebsmodus den Antriebsstrang (10) durch zusätzliches öffnen der anderen der Koppeleinheiten (12, 13) an einer zweiten Stelle zu trennen.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) dazu vorgesehen ist, zum Aktivieren und/oder zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus zunächst die erste Koppeleinheit (11 ) zu betätigen.
3. Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) dazu vorgesehen ist, zum Aktivieren und/oder zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus nach dem Betätigen der ersten Koppeleinheit (11 ) die zumindest eine zweite Koppeleinheit (12, 13) zu betätigen.
4. Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens die zumindest eine zweite Koppeleinheit (12, 13) als eine Formschlusskoppeleinheit ausgebildet ist.
5. Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zwei zweite Koppeleinheiten (12, 13), die in einem Kraftfluss parallel zueinander angeordnet sind.
6. Verfahren für eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, insbesondere eine Kraft- fahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Antriebsstrang (10), bei dem durch Öffnen einer ersten Koppeleinheit (11 ) in einem Schub-Betriebsmodus eine Antriebsmaschine (15) von einem Teil (16) des Antriebsstrangs (10) getrennt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Antriebsstrang (10) durch öffnen der zumindest einen zweiten Koppeleinheit (12, 13) an einer zweiten Stelle getrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schub-Betriebsmodus bei erkanntem Schubbetrieb aktiviert wird.
8. Verfahren zumindest nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
in zumindest einem Betriebsmodus zum Aktivieren und/oder zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus zunächst die in einem Kraftfluss vorgeschaltete erste Koppeleinheit (1 1 ) betätigt wird.
9. Verfahren zumindest nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
in zumindest einem Betriebsmodus zum Aktivieren und/oder zum Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus nach dem Betätigen der in dem Kraftfluss vorgeschalteten ersten Koppeleinheit (11) die zumindest eine zweite Koppeleinheit (12, 13) betätigt wird.
10. Verfahren zumindest nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Deaktivieren des Schub-Betriebsmodus die zumindest eine zweite Koppeleinheit (12, 13) mittels einer Antriebsmaschine (15) synchronisiert wird.
11. Verfahren zumindest nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
in zumindest einem Betriebsmodus zum Aktivieren eines zweiten Schub- Betriebsmodus zunächst die zumindest eine zweite Koppeleinheit (12, 13) geöffnet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine zweite Koppeleinheit (12, 13) zum Öffnen mittels der Antriebsmaschine (15) entlastet wird.
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