DE102005045293A1 - Drive train for a motor vehicle, process to operate it, has combustion engine, electro-machine and double clutch gear by which an output shaft can be connected to electro-machine rotor or directly to input shaft of double clutch gear - Google Patents

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Abstract

The drive train has an internal combustion engine (VM) capable of starting independently, an electro-machine (EM) and a double clutch gear (DKG), by which the output shaft of the engine can be either connected to an electro-machine rotor using a coupling (K) or connected directly to the input shaft of the double clutch gear using a countershaft. The process means that before the operational mode is changed into being at least partly combustion-engine driven, the combustion engine can start independently.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem direktstartfähigen Verbrennungsmotor, einem Doppelkupplungsgetriebe und einer integrierten Elektromaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs.The The invention relates to a drive train for a motor vehicle with a directly bootable Combustion engine, a dual-clutch transmission and an integrated Electric machine and a method for operating the drive train.

Ein direktstartfähiger Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Motor mit Benzindirekteinspritzung, zeichnet sich dadurch aus, dass er allein mittels gezielt eingesetzter Einspritzung hochfährt und somit keinerlei Unterstützung eines Anlassers oder einer anderen Elektromaschine zum Starten benötigt.One directly Bootable Internal combustion engine, for example an engine with gasoline direct injection, is characterized by the fact that it can be used solely by means of targeted Injection starts and therefore no support a starter or other electric machine needed for starting.

Aus der DE 103 03 822 A1 ist ein Antriebsstrang bekannt, bei dem ein direktstartfähiger Verbrennungsmotor über eine Kupplung mit einer Eingangswelle eines automatischen Getriebes verbindbar ist, wobei eine Elektromaschine direkt mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Als Vorteil dieses Antriebsstrangs wird angeführt, dass auf eine zweite Kupplung zwischen Elektromaschine und Getriebeeingangswelle verzichtet werden kann, da die Funktion der zweiten Kupplung von der Leerlaufstufe N des automatischen Getriebes übernommen wird.From the DE 103 03 822 A1 a powertrain is known in which a direct-start engine is connectable via a clutch with an input shaft of an automatic transmission, wherein an electric machine is directly connected to the transmission input shaft. An advantage of this drive train is that it is possible to dispense with a second clutch between the electric machine and the transmission input shaft, since the function of the second clutch is taken over by the idling speed N of the automatic transmission.

Eine Antriebseinheit für Kraftfahrzeuge mit einem Antriebsmotor, einem Doppelkupplungsgetriebe und angetriebenen Rädern ist beispielsweise aus der DE 43 16 784 A1 bekannt.A drive unit for motor vehicles with a drive motor, a dual-clutch transmission and driven wheels is for example from the DE 43 16 784 A1 known.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs mit hohem Wirkungsgrad vorzuschlagen.task The invention is a powertrain for a motor vehicle and a Method for operating the drive train with high efficiency propose.

Die Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.The The object is achieved by a drive train having the features of the claim 1 or of claim 3 and by a method with the features of claim 4 solved.

Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang mit einem direktstartfähigen Verbrennungsmotor, einer Elektromaschine und einem Doppelkupplungsgetriebe zeichnet sich vorteilhaft durch einen hohen Wirkungsgrad aus.One Drive train according to the invention with a direct start Internal combustion engine, an electric machine and a dual-clutch transmission is characterized by an advantageous high efficiency.

Durch das Doppelkupplungsgetriebe ist ein Schalten ohne Zugkraftunterbrechung bei verbesserter Energieeffizienz gegenüber einem stufenlosen Automatikgetriebe möglich.By The dual-clutch transmission is a shift without interruption of traction with improved energy efficiency compared to a continuously variable automatic transmission possible.

Durch die Elektromaschine kann das Fahrzeug im Bereich geringer Leistungsanforderung rein elektrisch angetrieben werden und ermöglicht somit einen Betrieb des Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung des Ladungszustands eines elektrischen Energiespeichers erst ab einer definierbaren verbrauchsgünstigeren Leistungsgrenze. Wobei durch die Elektromaschine im generatorischen Betrieb auch elektrische Energie in den elektrischen Energiespeicher eingespeist werden kann.By The electric machine can power the vehicle in the low power requirement range be driven purely electrically and thus allows operation of the internal combustion engine under consideration of the state of charge of an electrical energy storage only from a definable more fuel-efficient Power limit. Whereby by the electric machine in the generator Operation also electrical energy in the electrical energy storage can be fed.

Der direktstartfähige Verbrennungsmotor wirkt sich besonders günstig auf einen Start-Stopp-Betrieb aus, da dieser nicht durch eine elektrische Maschine gestartet werden muss, also beispielsweise nicht eine Kupplung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromaschine zum Starten des Verbrennungsmotors geschlossen werden muss.Of the directly bootable Combustion engine has a particularly favorable effect on a start-stop operation because they are not started by an electric machine must, so for example, not a clutch between internal combustion engine and electric machine for starting the internal combustion engine closed must become.

Insbesondere kann bei einem Wechsel von einem rein elektrischen Antrieb ohne Zugkraftunterbrechung in einen Betriebsmodus mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb geschaltet werden, wobei der Verbrennungsmotor zuvor selbsttätig gestartet wird.Especially Can without a change of a purely electric drive Traction interruption in an operating mode with purely internal combustion engine Drive are switched, the internal combustion engine is previously started automatically.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenFurther Advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings out. Specific embodiments The invention are shown in simplified form in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it

1 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein direktstartfähiger Verbrennungsmotor über eine Kupplung mit einer Elektromaschine verbindbar ist und die Elektromaschine abtriebsseitig mit einem Doppelkupplungsgetriebe verbunden ist; und 1 a drive train for a motor vehicle, in which a directly startable internal combustion engine can be connected via a coupling with an electric machine and the electric machine is connected on the output side with a dual-clutch transmission; and

2 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein direktstartfähiger Verbrennungsmotor direkt mit einem Doppelkupplungsgetriebe verbunden ist, wobei eine Elektromaschine mit einer Vorgelegewelle des Doppelkupplungsgetriebes verbindbar ist. 2 a drive train for a motor vehicle, in which a directly startable internal combustion engine is directly connected to a dual-clutch transmission, wherein an electric machine with a countershaft of the dual-clutch transmission is connectable.

1 zeigt einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem direktstartfähigen Verbrennungsmotor VM, der über eine Abtriebswelle mit einer eingangsseitigen Hälfte einer Kupplung K mechanisch verbunden ist. Eine ausgangsseitige Hälfte der Kupplung K ist mechanisch mit einem Rotor einer Elektromaschine EM verbunden. 1 shows a drive train for a motor vehicle with a direct-start engine VM, which is mechanically connected via an output shaft with an input side half of a clutch K. An output side half of the clutch K is mechanically connected to a rotor of an electric machine EM.

Bei der Elektromaschine EM kann es sich um einen Innenläufer oder um einen Außenläufer handeln.at The electric machine EM can be an internal rotor or to act an outrunner.

Abtriebsseitig ist der Rotor der Elektromaschine EM mit einer eingangsseitigen Hälfte einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes DKG verbunden. Diese eingangsseitige Hälfte ist alternativ mit jeweils einer weiteren ausgangsseitigen Kupplungshälfte der Doppelkupplung koppelbar. Die ausgangsseitigen Kupplungshälften sind drehfest mit jeweils einer Vorgelegewelle des Doppelkupplungsgetriebes DKG verbunden.On the output side, the rotor of the electric machine EM with an input side half a Double clutch of a double-clutch transmission DKG connected. This input-side half can alternatively be coupled to a respective other output-side coupling half of the double clutch. The output side coupling halves are rotatably connected to a respective countershaft of the dual clutch transmission DKG.

Eine Abtriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes DKG ist mit einem nicht dargestellten angetriebenen Rad verbunden.A Output shaft of the dual-clutch gearbox DKG is not with one connected driven wheel connected.

Der Antriebsstrang gemäß 1 eignet sich aufgrund seiner baulichen Ausgestaltung insbesondere für ein Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb.The powertrain according to 1 is suitable due to its structural design in particular for a vehicle with front engine and rear-wheel drive.

Bei geöffneter Kupplung K und einer geschlossenen Kupplung der Doppelkupplung kann das Fahrzeug rein elektrisch durch die Elektromaschine EM angetrieben werden. Mittels des Doppelkupplungsgetriebes DKG ist hierbei ohne Zugkraftunterbrechung ein Wechsel in einen Gang mit anderem Übersetzungsverhältnis möglich. Dies gilt ebenso für einen generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM.at open Clutch K and a double clutch clutch can do this Vehicle purely electrically driven by the electric machine EM become. By means of the dual-clutch transmission DKG is here without Traction interruption a change to a gear with different gear ratio possible. This also applies to one regenerative operation of the electric machine EM.

Für einen Wechsel in einen Betriebsmodus mit zumindest teilweise verbrennungsmotorischem Antrieb wird der Verbrennungsmotor VM vor dem Schließen der Kupplung K selbsttätig gestartet.For one Change to an operating mode with at least partially internal combustion engine drive the internal combustion engine VM is started automatically before closing the clutch K.

Da ein Schaltvorgang aufgrund kontinuierlich vorherrschender Zugkraft keine negativen Auswirkungen auf den Komfort und die Fahrdynamik des Fahrzeuges hat, kann während eines zumindest teilweise verbrennungsmotorischen Antriebes der Verbrennungsmotor VM bezüglich Verbrauch und/oder Emission stets günstig betrieben werden,.There a switching operation due to continuously prevailing tensile force no negative impact on comfort and driving dynamics of the vehicle can during an at least partially internal combustion engine drive the Internal combustion engine VM Consumption and / or emission are always operated favorably.

Ein selbsttätiges Starten des Verbrennungsmotors VM wirkt sich insbesondere günstig auf einen Start-Stopp-Betrieb des Fahrzeuges aus.One automatic Starting the internal combustion engine VM has a particularly favorable effect a start-stop operation of the vehicle.

Das Ausführungsbeispiel nach 2 weist einen direktstartfähigen Verbrennungsmotor VM auf, der direkt über eine Abtriebswelle mit einer eingangsseitigen Hälfte einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes DKG verbunden ist. Diese eingangsseitige Hälfte ist alternativ mit jeweils einer weiteren ausgangsseitigen Kupplungshälfte der Doppelkupplung koppelbar. Die ausgangsseitigen Kupplungshälften sind drehfest mit jeweils einer Vorgelegewelle des Doppelkupplungsgetriebes DKG verbunden.The embodiment according to 2 has a direct-start engine VM, which is connected directly via an output shaft with an input side half of a dual clutch of a dual clutch transmission DKG. This input-side half can alternatively be coupled to a respective other output-side coupling half of the double clutch. The output side coupling halves are rotatably connected to a respective countershaft of the dual clutch transmission DKG.

Eine Abtriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes DKG ist mit einem nicht dargestellten angetriebenen Rad verbunden.A Output shaft of the dual-clutch gearbox DKG is not with one connected driven wheel connected.

Eine Elektromaschine EM ist über ein Getrieberad GR mit einer der nicht dargestellten Vorgelegewellen, vorzugsweise mit der Vorgelegewelle mit den ungeraden Gangstufen, des Doppelkupplungsgetriebes DKG wirkverbunden. Somit kann bei geöffneten Kupplungen der Doppelkupplung das Fahrzeug rein elektrisch angetrieben werden. Wobei ebenfalls ein generatorischer Betrieb der Elektromaschine EM möglich ist.A Electric machine EM is over a gear wheel GR with one of the countershafts, not shown, preferably with the countershaft with the odd gears, the dual-clutch transmission DKG operatively connected. Thus, with open couplings the double clutch, the vehicle to be driven purely electrically. Whereby also a generatoric operation of the electric machine EM possible is.

Von einem Betriebsmodus mit rein elektrischem Antrieb kann durch ein selbsttätiges Anlassen des Verbrennungsmotors VM und anschließendem Schließen der Kupplung der Doppelkupplung, die die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors VM mit der Vorgelegewelle, mit der die Elektromaschine EM nicht wirkverbunden ist, verbindet ohne Zugkraftunterbrechung in einen Betriebsmodus mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb gewechselt werden. Durch ein Schließen der Kupplung der Doppelkupplung, die die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors VM mit der Vorgelegewelle, mit der die Elektromaschine EM wirkverbunden ist, verbindet kann in einen Betriebsmodus mit elektrischem und verbrennungsmotorischem Antrieb gewechselt werden. Wobei hierbei die Elektromaschine EM auch generatorisch betrieben werden kann.From a mode of operation with purely electric drive can by a automatic Starting the engine VM and then closing the Clutch of the double clutch, which is the output shaft of the internal combustion engine VM with the countershaft, with the electric machine EM not operatively connected, connects without interruption of traction in one Operating mode changed with purely internal combustion engine drive become. By closing the clutch of the double clutch, which is the output shaft of the internal combustion engine VM with the countershaft with which the electric machine EM operatively connected is able to connect into an operating mode with electric and be changed by internal combustion engine drive. Hereby the electric machine EM can also be operated as a generator.

Der Antriebsstrang gemäß 2 eignet sich aufgrund seiner baulichen Ausgestaltung insbesondere für ein Fahrzeug, bei dem der Verbrennungsmotor VM vorne quer eingebaut ist und bei dem die Vorderräder angetrieben werden.The powertrain according to 2 is suitable due to its structural design in particular for a vehicle in which the internal combustion engine VM is installed transversely front and in which the front wheels are driven.

Das Ausführungsbeispiel nach 2 weist bezüglich Bauraum, Gewicht und Kosten den Vorteil auf, dass neben der Doppelkupplung des Doppelkupplungsgetriebes DKG auf eine weitere Kupplung verzichtet werden kann.The embodiment according to 2 has regarding installation space, weight and cost on the advantage that in addition to the dual clutch of the dual clutch transmission DKG can be dispensed with a further coupling.

Des Weiteren ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang um eine zweite Elektromaschine, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors VM direkt oder indirekt verbunden ist, oder um einen riemengetriebenen Starter-Generator oder um einen konventionellen Anlasser zu ergänzen.Of Furthermore, it is possible a drive train according to the invention around a second electric machine connected to the output shaft of the internal combustion engine VM is connected directly or indirectly, or to a belt-driven Starter generator or to supplement a conventional starter.

Claims (5)

Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit – einem Verbrennungsmotor (VM), der einen Direktstart durchführen kann, – einer Elektromaschine (EM), – einer ersten Kupplung (K), durch die eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors (VM) mit einem Rotor der Elektromaschine (EM) verbindbar ist, und – einem Doppelkupplungsgetriebe (DKG), dessen Eingangswelle mit dem Rotor der Elektromaschine (EM) und dessen Ausgangswelle mit einem angetriebenen Rad wirkverbunden sind.Drive train for a motor vehicle with - an internal combustion engine (VM), which can perform a direct start, - an electric machine (EM), - a first clutch (K), through which an output shaft of the internal combustion engine (VM) with a rotor of the electric machine (EM) is connectable, and - a dual-clutch transmission (DKG), the input shaft with the rotor of the electric machine (EM) and the output shaft with an industry wheel are operatively connected. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) mit den Rädern der Hinterachse wirkverbunden ist.Drive train according to Claim 1, characterized that the output shaft of the dual clutch transmission (DCT) with the wheels the rear axle is operatively connected. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit – einem Verbrennungsmotor (VM), der einen Direktstart durchführen kann, – einem Doppelkupplungsgetriebe (DKG), dessen Eingangswelle direkt mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors (VM) verbunden ist, – einer Elektromaschine (EM), die mit einer Vorgelegewelle des Doppelkupplungsgetriebes (DKG) verbindbar ist.Drive train for a motor vehicle with - one Internal combustion engine (VM), which can perform a direct start, - one Dual-clutch transmission (DKG), whose input shaft directly with a Output shaft of the internal combustion engine (VM) is connected, - one Electric machine (EM) equipped with a countershaft of the dual-clutch transmission (DKG) is connectable. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (VM), einer Elektromaschine (EM) und einem Doppelkupplungsgetriebe (DKG), dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Wechsel in einen Betriebsmodus mit zumindest teilweise verbrennungsmotorischem Antrieb der Verbrennungsmotor (VM) selbsttätig gestartet wird.Method for operating a drive train for a motor vehicle with an internal combustion engine (VM), an electric machine (EM) and a Double clutch transmission (DKG), characterized in that before a change to an operating mode with at least partially internal combustion engine Drive the internal combustion engine (VM) is started automatically. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Betriebsmodus mit rein elektrischem Antrieb ohne Zugkraftunterbrechung in einen Betriebsmodus mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb geschaltet wird.Method according to claim 4, characterized in that that of an operating mode with purely electric drive without Traction interruption in an operating mode with purely internal combustion engine Drive is switched.
DE102005045293A 2005-09-22 2005-09-22 Drive train for a motor vehicle, process to operate it, has combustion engine, electro-machine and double clutch gear by which an output shaft can be connected to electro-machine rotor or directly to input shaft of double clutch gear Withdrawn DE102005045293A1 (en)

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