DE102007052261A1 - Hybrid-Handschaltgetriebe, Bedienkonzept - Google Patents

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Abstract

Hybridfahrzeug, mit - einem Verbrennungsmotor, - mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeuges vorgesehenen elektrischen Maschine, - einem Getriebe mit mehreren Gangstufen - und einem Wählelement, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann. Zumindest manche Schaltvorgänge werden ausschließlich durch Betätigen des Wählelements eingeleitet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Unter einem Hybridfahrzeug wird im Folgenden ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine verstanden. Das Hybridfahrzeug weist ferner ein Getriebe mit mehreren Gangstufen auf. Im Fahrgastraum des Hybridfahrzeugs ist ein Wählelement angeordnet, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann.
  • Hybridfahrzeuge sind üblicherweise mit einem Automatikgetriebe ausgestattet, wobei das Umschalten von rein verbrennungsmotorischem Fahrbetrieb zu rein elektromotorischem Fahrbetrieb und umgekehrt, von einer komplexen elektronischen Regelung durchgeführt wird. Insgesamt sind Hybridfahrzeuge aufgrund ihrer hohen technischen Komplexität im Vergleich zu „konventionellen" Fahrzeugen relativ teuer.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hybridfahrzeug zu schaffen, das hinsichtlich der Betätigung des Getriebes weniger komplex aufgebaut ist.
  • Ausgangspunkt der Erfindung ist, wie bereits erwähnt, ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, und mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine, sowie einem Getriebe mit mehreren Gangstufen. Im Fahrgastraum ist ein Wählelement angeordnet, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass zumindest manche Schaltvorgänge oder alle Schaltvorgänge von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe ausschließlich durch Betätigen des Wählelements eingeleitet werden und nicht wie bei Automatikgetrieben automatisch gesteuert durch eine Getriebeelektronik und eine zugeordnete Schaltaktuatorik.
  • Bei dem Getriebe kann es sich also insbesondere um ein „Handschaltgetriebe" handeln. Vorzugsweise wird die zum Schalten des Getriebes von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe erforderliche Schaltkraft ganz oder zumindest teilweise vom Fahrer über das Wählelement aufgebracht. Die Kraftübertragung vom Wählelement zum Getriebe kann z. B. über eine Schaltstange, einen Seilzug, eine Betätigungshydraulik o. ä. erfolgen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann mittels des Wählelements ein „Betriebszustand" angewählt werden, in dem das Getriebe in eine Neutralstellung geschaltet ist und das Hybridfahrzeug rein elektrisch antreibbar ist. Anders ausgedrückt kann durch Betätigen des Wählelements das Fahrzeug von rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder teilweisem verbrennungsmotorischen Antrieb zu rein elektromotorischem Antrieb umgeschaltet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass beim Umschalten in den rein elektromotorischen Antriebsmodus der Verbrennungsmotor automatisch abgeschaltet wird. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug von rein elektromotorischem Antrieb durch Betätigen des Wählelements in einen Betriebszustand umgeschaltet werden kann, in dem das Fahrzeug rein verbrennungsmotorisch angetrieben wird.
  • Bei dem Wählelement kann es sich beispielsweise um einen Schalthebel handeln, der in zugeordneten Schaltgassen hin und her schaltbar ist. Alter nativ dazu kann es sich um einen monostabilen Schalthebel handeln, der in unbetätigtem Zustand stets in eine vordefinierte Schaltstellung zurückkehrt und der rein elektrisch mit dem Getriebe gekoppelt ist (Shift-by-wire).
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Fahrzeug durch Schalten des Wählelements in eine Position „vorwärts fahren elektrisch" rein elektrisch vorwärts angetrieben werden. Dementsprechend kann durch Schalten des Wählelements in eine Position „rückwärts fahren elektrisch" das Fahrzeug rückwärts rein elektrisch angetrieben werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Schaltempfehlung gibt, insbesondere eine Empfehlung, welche Gangstufe momentan am günstigsten, z. B. am verbrauchsgünstigsten ist.
  • Zusätzlich kann dem Fahrer über die Anzeigeeinrichtung eine Empfehlung gegeben werden, in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand des Fahrzeugs, von rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder teilweisem verbrennungsmotorischen Antrieb auf rein elektromotorischen Antrieb umzuschalten, oder umkehrt. Durch derartige Schaltempfehlungen kann dem Fahrer z. B. der jeweils verbrauchsgünstige Betriebsmodus vorgeschlagen werden.
  • Die an den Fahrer ausgegebene Empfehlung wird dabei von einer Elektronik errechnet, wobei eine Vielzahl von Parameter, wie z. B: die Fahrpedalstellung, Ladezustand der Batterie, Motortemperatur etc. berücksichtigt werden können.
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die 1–4 zeigen verschiedene Schaltschemata gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt ein H-Schaltschema eines Fahrzeugs mit Handschaltgetriebe, bei dem die Gänge 1 bis 5 in klassischer Weise angeordnet sind und der Rückwärtsgang rechts hinten in der Schaltgasse des fünften Ganges angeordnet ist. Die einzelnen Gänge 1 bis 5 sowie R können durch Betätigen eines hier nicht näher dargestellten Schalthebels angewählt werden. Ferner ist eine vierte Schaltgasse zum Anwählen des rein elektrischen Fahrbetriebs vorgesehen. Wird der Schalthebel nach vorne links in die Stellung „ED" bewegt, so wird dadurch das Getriebe in seine Neutralstellung geschaltet und die im Fahrzeug vorgesehene elektrische Maschine, die dann als Elektromotor arbeitet, ausschließlich aktiviert bzw. kraftschlüssig mit dem Antriebsstrang verbunden. Bei rein elektrischem Fahrbetrieb muss das Fahrzeug nicht notwendigerweise über dieselben Räder wie bei verbrennungsmotorischem Antrieb angetrieben werden. Denkbar ist beispielsweise auch, dass bei rein verbrennungsmotorischem Antrieb das Fahrzeug über das Getriebe, eine Gelenkwelle, ein Hinterachsgetriebe und die Hinterräder angetrieben wird und bei rein elektromotorischem Antrieb das Fahrzeug ausschließlich über die Vorderräder angetrieben wird. Alternativ dazu kann, wenn die elektrische Maschine hinter der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordneten Trennkupplung angeordnet ist, das Fahrzeug auch rein elektrisch über die Hinterräder angetrieben werden, wobei der Verbrennungsmotor abgekoppelt bzw. ausgeschaltet werden kann.
  • 2 zeigt ein herkömmliches 6-Gang H-Schaltschema, bei dem der Rückwärtsgang R vorne links und der Schaltzustand „elektrisch fahren" hinten links angeordnet ist.
  • 3 zeigt ein herkömmliches 6-Gang H-Schaltschema, bei dem der Rückwärtsgang R hinten links und der Fahrzustand „rein elektrisch fahren" vorne links angeordnet ist.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Hybridfahrzeugs mit einem 6-Gang Schaltgetriebe, bei dem im rein verbrennungsmotorischem Betrieb die sechs Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang über einen herkömmlichen Schalthebel angewählt werden. Bei rein elektromotorischem Antrieb kann über einen zusätzlichen Schalthebel ein elektrischer Vorwärtsgang „ED" und ein elektrischer Rückwärtsgang „ER" sowie eine Neutralstellung „N" angewählt werden.
  • Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen kann der Rückwärtsgang auch als elektrisch angetriebener Rückwärtsgang ausgebildet sein.

Claims (13)

  1. Hybridfahrzeug, mit – einem Verbrennungsmotor, – mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine, – einem Getriebe mit mehreren Gangstufen, – und einem Wählelement, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest manche Schaltvorgänge von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe ausschließlich durch Betätigen des Wählelements eingeleitet werden.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Handschaltgetriebe ist und die einzelnen Gangstufen ausschließlich durch Betätigen des Wählelements angewählt werden.
  3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass mittels des Wählelements ein Betriebszustand anwählbar ist, in dem das Getriebe in eine Neutralstellung geschaltet ist und das Hybridfahrzeug rein elektrisch antreibbar ist.
  4. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement in eine Position für rein elektrischen Fahrbetrieb schaltbar ist.
  5. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement in mehreren Schaltgassen schaltbar ist und die Position für rein elektrischen Fahrbetrieb in einer der Schaltgassen liegt.
  6. Hybridfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgassen in einem H-förmigen Schaltschema angeordnet sind.
  7. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wählelements ein Betriebszustand anwählbar ist, in dem das Hybridfahrzeug rein elektrisch vorwärts antreibbar ist.
  8. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Schalten des Getriebes von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe erforderliche Schaltkraft ganz oder zumindest teilweise vom Fahrer über das Wählelement aufgebracht wird.
  9. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–84, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement mechanisch mit dem Getriebe gekoppelt ist, insbesondere über eine Schaltstange oder einen Seilzug.
  10. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement über eine Betätigungshydraulik mit dem Getriebe gekoppelt ist.
  11. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wählelements ein Betriebszustand anwählbar ist, in dem das Hybridfahrzeug rein elektrisch rückwärts antreibbar ist.
  12. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Schaltempfehlung gibt, insbesondere eine Empfehlung, welche Gangstufe momentan am verbrauchsgünstigsten ist.
  13. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Empfehlung gibt, von rein verbrennungsmotorischem Antrieb auf elektromotorischen Antrieb, in dem das Hybridfahrzeug rein oder unterstützend elektromotorisch angetrieben wird, zu schalten, oder umgekehrt.
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