DE102013012748A1 - Method for operating a hybrid drive device and corresponding hybrid drive device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung (1) mit einer Abtriebswelle (9), einer mit einem Starter (11) wirkverbundenen Brennkraftmaschine (2) sowie einer elektrischen Maschine (3), die mit der Abtriebswelle (9) wirkverbunden und über eine Kupplung (7) mit der Brennkraftmaschine (2) wirkverbindbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Abtriebswelle (9) bis zu einer Mindestdrehzahl in einer Anfahrbetriebsart nur mittels der elektrischen Maschine (3) angetrieben wird, wobei die elektrische Maschine (3) in der Anfahrbetriebsart mit elektrischem Strom betrieben wird, der mittels des von der Brennkraftmaschine (2) angetriebenen Starters (11) erzeugt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Hybridantriebsvorrichtung (1).The invention relates to a method for operating a hybrid drive device (1) having an output shaft (9), an engine (2) operatively connected to a starter (11) and an electric machine (3) operatively connected to the output shaft (9) and via a Clutch (7) with the internal combustion engine (2) is operatively connected. It is provided that the output shaft (9) is driven to a minimum speed in a starting mode only by means of the electric machine (3), wherein the electric machine (3) is operated in the starting mode with electric power, by means of the internal combustion engine (2) driven starter (11) is generated. The invention further relates to a hybrid drive device (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung mit einer Abtriebswelle, einer mit einem Starter wirkverbundenen Brennkraftmaschine sowie einer elektrische Maschine, die mit der Abtriebswelle wirkverbunden und über eine Kupplung mit der Brennkraftmaschine wirkverbindbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Hybridantriebsvorrichtung.The invention relates to a method for operating a hybrid drive device having an output shaft, an engine operatively connected to a starter and an electric machine, which is operatively connected to the output shaft and operatively connected via a clutch to the internal combustion engine. The invention further relates to a hybrid drive device.

Die Hybridantriebsvorrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise allgemein dem Antreiben einer beliebigen Einrichtung. Zu diesem Zweck weist die Hybridantriebsvorrichtung die Abtriebswelle auf, über welche sie der Einrichtung ein Drehmoment wenigstens zeitweise bereitstellt. Vorzugsweise ist die Abtriebswelle mit wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise einer Achse des Kraftfahrzeugs wirkverbunden, beispielsweise über ein Getriebe. Die Hybridantriebsvorrichtung weist zum Erzeugen des Drehmoments zwei unterschiedliche Antriebsaggregate auf, wobei eines der Antriebsaggregate als Brennkraftmaschine und das andere der Antriebsaggregate als elektrische Maschine vorliegt. In einer Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine ist die Kupplung vorgesehen, sodass diese Wirkverbindung wahlweise unterbrochen oder hergestellt ist. Die elektrische Maschine ist mit der Abtriebswelle wirkverbunden, vorzugsweise über ein Getriebe, insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, oder permanent und/oder starr wirkverbunden.The hybrid drive device serves, for example, for driving a motor vehicle or generally for driving any device. For this purpose, the hybrid drive device has the output shaft, via which it provides the device with a torque at least temporarily. Preferably, the output shaft is operatively connected to at least one wheel of the motor vehicle or an axis of the motor vehicle, for example via a transmission. The hybrid drive device has two different drive units for generating the torque, wherein one of the drive units is present as an internal combustion engine and the other of the drive units as an electrical machine. In an operative connection between the internal combustion engine and the electric machine, the coupling is provided so that this operative connection is selectively interrupted or made. The electric machine is operatively connected to the output shaft, preferably via a transmission, in particular a multi-speed transmission, or permanently and / or rigidly operatively connected.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber der vorstehend beschriebenen ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist.It is an object of the invention to propose a method for operating a hybrid drive device, which has an improved performance compared to those described above.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Abtriebswelle bis zu einer Mindestdrehzahl in einer Anfahrbetriebsart nur mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird, wobei die elektrische Maschine in der Anfahrbetriebsart mit elektrischem Strom betrieben wird, der mittels des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Starters erzeugt wird. Weist die Abtriebswelle eine Drehzahl auf, welche kleiner oder gleich der Mindestdrehzahl ist, so wird die Hybridantriebsvorrichtung in der Anfahrbetriebsart betrieben. In dieser wird die Abtriebswelle allein mittels der elektrischen Maschine angetrieben. Zu diesem Zweck ist bevorzugt die Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine geöffnet, sodass die Wirkverbindung zwischen diesen beiden Antriebsaggregaten unterbrochen ist. Das Anfahren im Sinne des Beschleunigens der Abtriebswelle bis zu der Mindestdrehzahl kann auf diese Weise ohne das Schlupfen eines Schaltelements beziehungsweise ohne das Schleifen einer Kupplung, beispielsweise der Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine, durchgeführt werden. Entsprechend ist die Anfahrbetriebsart gegenüber einer derartigen Vorgehensweise, bei welcher große Mengen kinetischer Energie in Wärme umgesetzt werden, deutlich effizienter.This is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1. It is provided that the output shaft is driven to a minimum speed in a starting mode only by means of the electric machine, wherein the electric machine is operated in the starting mode with electric current, which is generated by means of the starter driven by the internal combustion engine. If the output shaft has a speed which is less than or equal to the minimum speed, then the hybrid drive device is operated in the start-up mode. In this, the output shaft is driven solely by means of the electric machine. For this purpose, the coupling between the internal combustion engine and the electric machine is preferably opened, so that the operative connection between these two drive units is interrupted. The starting in the sense of accelerating the output shaft up to the minimum speed can be performed in this way without the slippage of a switching element or without the grinding of a clutch, such as the coupling between the internal combustion engine and the electric machine. Accordingly, the start-up mode is significantly more efficient than such an approach in which large amounts of kinetic energy are converted to heat.

Eine derartige Vorgehensweise ist insbesondere sinnvoll, wenn ein der elektrischen Maschine zugeordneter Energiespeicher, beispielsweise eine Hochvoltbatterie, welcher also die zum Betreiben der elektrischen Maschine notwendige Energie bereitstellt, defekt ist und/oder einen Ladestand aufweist, welcher ein Betreiben der elektrischen Maschine nicht mehr oder zumindest nicht mehr zuverlässig zulässt. Ein Beschleunigen der Abtriebswelle aus einer Drehzahl heraus, welche kleiner ist als die Mindestdrehzahl, wäre in diesem Zustand nicht mehr möglich. Die Anfahrbetriebsart kann insoweit auch als Notanfahrbetriebsart bezeichnet werden.Such a procedure is particularly useful if an energy store associated with the electrical machine, for example a high-voltage battery, which therefore provides the energy necessary for operating the electrical machine, is defective and / or has a charge status which no longer or at least means operating the electric machine no longer reliable. An acceleration of the output shaft from a speed out, which is smaller than the minimum speed, would not be possible in this state. The start-up mode can also be referred to as emergency start-up mode.

In der Anfahrbetriebsart beziehungsweise der Notanfahrbetriebsart wird insoweit – wie bereits erläutert – der Vorteil erzielt, dass das Anfahren beziehungsweise Beschleunigen der Abtriebswelle äußerst effizient ohne Schlupfen des Schaltelements beziehungsweise ohne Kupplungsschleifen vorgenommen werden kann. Es ist lediglich notwendig, dass sich die Brennkraftmaschine in Betrieb befindet, sodass sie den Starter antreiben kann. Der Starter wird insoweit in der Anfahrbetriebsart als Generator betrieben. Beispielsweise liegt er zu diesem Zweck als weitere elektrische Maschine vor. Insbesondere ist der Starter als Riemenstartergenerator (RSG) ausgeführt. Besonders bevorzugt ist also die Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine in der Anfahrbetriebsart vollständig geöffnet, sodass keinerlei Drehmoment von der Brennkraftmaschine auf die elektrische Maschine beziehungsweise die Abtriebswelle übertragen wird. Vielmehr wird das auf das Beschleunigen der Abtriebswelle gerichtete Drehmoment allein mithilfe der elektrischen Maschine erzeugt, welche zumindest in der Anfahrbetriebsart derart mit dem Starter elektrisch verbunden ist, dass der von diesem erzeugte elektrische Strom der elektrischen Maschine zum Antreiben der Antriebswelle zugeführt wird.In the starting mode or the emergency starting mode, as already explained, the advantage is achieved that the starting or acceleration of the output shaft can be carried out extremely efficiently without slippage of the switching element or without clutch grinding. It is only necessary that the internal combustion engine is in operation so that it can drive the starter. The starter is so far operated in the starting mode as a generator. For example, it is available for this purpose as another electric machine. In particular, the starter is designed as a belt starter generator (RSG). Particularly preferably, therefore, the clutch between the internal combustion engine and the electric machine in the starting mode is fully open, so that no torque is transmitted from the internal combustion engine to the electric machine or the output shaft. Rather, the torque directed to the acceleration of the output shaft is generated solely by means of the electric machine, which is electrically connected to the starter, at least in the start-up mode, such that the electric current generated thereby is supplied to the electric machine for driving the drive shaft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hybridantriebsvorrichtung zumindest einen ersten Stromspeicher und zumindest einen zweiten Stromspeicher aufweist, wobei die elektrische Maschine in einer Normalbetriebsart mit dem ersten Stromspeicher betrieben und der Starter zum Starten der Brennkraftmaschine mit in dem zweiten Stromspeicher gespeichertem Strom betrieben wird. Zusammenfassend sind also auch mehrere Energiespeicher, zumindest jedoch der erste Stromspeicher und der zweite Stromspeicher, vorgesehen. Beispielsweise weisen die Stromspeicher dabei verschiedene Spannungen auf. Bevorzugt ist der erste Stromspeicher als Hochvoltbatterie und der zweite Stromspeicher als Niedervoltbatterie ausgestaltet. Die Hochvoltbatterie weist dabei eine höhere Spannung auf als die Niedervoltbatterie beziehungsweise wird bei einer solchen betrieben.A further embodiment of the invention provides that the hybrid drive device has at least a first power storage and at least one second power storage, the electric machine is operated in a normal mode with the first power storage and the starter is operated to start the engine with stored in the second power storage current , In summary, so are several Energy storage, but at least the first power storage and the second power storage provided. For example, the current storage devices have different voltages. Preferably, the first power storage is configured as a high-voltage battery and the second power storage as a low-voltage battery. The high-voltage battery has a higher voltage than the low-voltage battery or is operated at one.

In der Normalbetriebsart der Hybridantriebsvorrichtung, also insbesondere bei einer Drehzahl der Abtriebswelle, welche größer ist als die Mindestdrehzahl, wird die elektrische Maschine mit elektrischem Strom betrieben, welcher von dem ersten Stromspeicher oder zumindest über den ersten Stromspeicher bereitgestellt wird. Darunter kann auch verstanden werden, dass die elektrische Maschine zum Laden des ersten Stromspeichers als Generator betrieben wird, beispielsweise im Rahmen einer Rekuperation von über die Abtriebswelle bereitgestellter kinetischer Energie.In the normal operating mode of the hybrid drive device, ie, in particular at a speed of the output shaft, which is greater than the minimum speed, the electric machine is operated with electric current, which is provided by the first power storage or at least via the first power storage. By this can also be understood that the electric machine is operated to charge the first power storage as a generator, for example in the context of a recuperation provided via the output shaft kinetic energy.

Der zum Starten der Brennkraftmaschine verwendete Starter wird dagegen mithilfe des zweiten Stromspeichers beziehungsweise dem in diesem gespeicherten Strom betrieben. Das bedeutet insbesondere, dass normalerweise die elektrische Maschine und der Starter in verschiedenen Stromkreisen vorgesehen sind, nämlich einem Hochvoltstromkreis und einem Niedervoltstromkreis, wobei ersterer den ersten Stromspeicher und letzterer den zweiten Stromspeicher aufweist. In der Anfahrbetriebsart beziehungsweise der Notanfahrbetriebsart wird jedoch der Starter elektrisch mit der elektrischen Maschine verbunden. Dazu ist beispielsweise vorgesehen, dass der Starter von der Niedervoltbatterie beziehungsweise dem gesamten Niedervoltstromkreis entkoppelt wird, um eine Beschädigung der in diesem enthaltenen Komponenten zu vermeiden.By contrast, the starter used to start the internal combustion engine is operated by means of the second energy store or the current stored therein. This means in particular that normally the electric machine and the starter are provided in different circuits, namely a high-voltage circuit and a low-voltage circuit, the former having the first power storage and the latter the second power storage. However, in the startup mode or the emergency startup mode, the starter is electrically connected to the electric machine. For this purpose, for example, it is provided that the starter is decoupled from the low-voltage battery or the entire low-voltage circuit in order to avoid damage to the components contained therein.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei Erreichen der Mindestdrehzahl durch die Abtriebswelle die Normalbetriebsart durchgeführt wird, in welchem die Kupplung zumindest zeitweise geschlossen ist. Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird in der Anfahrbetriebsart die Brennkraftmaschine betrieben, um den Starter anzutreiben und insoweit als Generator zu betreiben. Entsprechend wird von der Brennkraftmaschine ein entsprechendes Drehmoment zur Verfügung gestellt. Ab Erreichen oder Überschreiten der Mindestdrehzahl durch die Drehzahl der Abtriebswelle kann daher dieses Drehmoment verwendet werden, um die Abtriebswelle unmittelbar, also nicht über die Kombination aus Starter und elektrischer Maschine, anzutreiben. Zu diesem Zweck wird die Kupplung in der Normalbetriebsart zumindest zeitweise, insbesondere permanent, geschlossen. Darunter ist besonders bevorzugt ein vollständiges Schließen zu verstehen, in welchem kein Schlupfen beziehungsweise Schleifen der Kupplung und mithin Wirkungsgradverluste auftreten.A preferred embodiment of the invention provides that upon reaching the minimum speed through the output shaft, the normal mode is performed, in which the clutch is at least temporarily closed. According to the above, the internal combustion engine is operated in the start-up mode to drive the starter and thus operate as a generator. Accordingly, a corresponding torque is provided by the internal combustion engine. From reaching or exceeding the minimum speed by the speed of the output shaft, therefore, this torque can be used to drive the output shaft directly, so not on the combination of starter and electric machine. For this purpose, the clutch is closed in the normal mode at least temporarily, in particular permanently. This is particularly preferred to understand a complete closing, in which no slippage or grinding of the clutch and thus efficiency losses occur.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Brennkraftmaschine, insbesondere über die Kupplung, an eine Eingangswelle eines Getriebes und die elektrische Maschine an eine Ausgangswelle des Getriebes gekoppelt wird. In der Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine liegt mithin, beispielsweise in Reihe zu der Kupplung, das Getriebe vor. Die Brennkraftmaschine ist dabei an die Eingangswelle des Getriebes gekoppelt, entweder permanent oder alternativ lediglich zeitweise über die Kupplung. Die Kopplung ist also insbesondere unmittelbar oder mittelbar über die Kupplung vorgesehen. Die elektrische Maschine ist an die Ausgangswelle des Getriebes angeschlossen, vorzugsweise permanent. Dies kann auch über das Getriebe selbst, also lediglich mittelbar, vorgesehen sein. Zwischen dem Getriebe und der elektrischen Maschine ist in diesem Fall keine weitere Kupplung vorgesehen. Mithilfe des Getriebes kann eine Drehzahlumsetzung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine vorgesehen werden. Besonders bevorzugt ermöglicht das Getriebe eine Drehzahlumsetzung zwischen Brennkraftmaschine, elektrischer Maschine und Abtriebswelle. Insoweit kann das Getriebe beispielsweise als Planetengetriebeeinrichtung mit wenigstens einem Planetengetriebe ausgeführt sein.A further preferred embodiment of the invention provides that the internal combustion engine, in particular via the clutch, to an input shaft of a transmission and the electric machine is coupled to an output shaft of the transmission. In the operative connection between the internal combustion engine and the electric machine is therefore, for example in series with the clutch, the transmission before. The internal combustion engine is coupled to the input shaft of the transmission, either permanently or alternatively only temporarily via the clutch. The coupling is therefore provided in particular directly or indirectly via the coupling. The electric machine is connected to the output shaft of the transmission, preferably permanently. This can also be provided via the transmission itself, ie only indirectly. Between the transmission and the electric machine, no further clutch is provided in this case. By means of the transmission, a speed conversion between the internal combustion engine and the electric machine can be provided. Particularly preferably, the transmission allows a speed conversion between the engine, electric machine and output shaft. In that regard, the transmission may for example be designed as a planetary gear device with at least one planetary gear.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Koppelgang aus mehreren Gängen des Getriebes ausgewählt und an dem Getriebe eingestellt wird. Der Koppelgang ist der momentan eingelegte Gang des Getriebes, welches zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine vorgesehen ist. Das Getriebe ist ein Mehrganggetriebe, sodass insoweit der Koppelgang aus den mehreren Gängen ausgewählt wird, insbesondere entsprechend der momentanen Drehzahlen von Brennkraftmaschine und elektrischer Maschine. Alternativ oder zusätzlich kann der Koppelgang auch anhand des angeforderten Drehmoments an der Abtriebswelle ausgewählt werden.A further embodiment of the invention provides that a coupling gear is selected from several gears of the transmission and adjusted to the transmission. The coupling gear is the currently engaged gear of the transmission, which is provided between the internal combustion engine and the electric machine. The transmission is a multi-speed transmission, so far as the coupling gear is selected from the multiple gears, in particular according to the instantaneous speeds of internal combustion engine and electric machine. Alternatively or additionally, the coupling gear can also be selected on the basis of the requested torque on the output shaft.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kupplung in das Getriebe integriert wird. Dies ist insbesondere bei der Ausgestaltung des Getriebes als Planetengetriebe möglich. In diesem Fall kann beispielsweise die Brennkraftmaschine, insbesondere über die Kupplung, mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes und die elektrische Maschine mit einem Hohlrad des Planetengetriebes wirkverbunden sein. Die Abtriebswelle ist in diesem Fall vorzugsweise an einen Planetenträger angeschlossen, an welchem wenigstens ein Planetenrad drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Sonnenrad als auch dem Hohlrad des Planetengetriebes kämmt. Insbesondere wenn das Getriebe als Mehrganggetriebe beziehungsweise als Mehrgangplanetengetriebeeinrichtung ausgeführt ist, kann die Kupplung in das Getriebe integriert sein. Das bedeutet, dass mithilfe des Getriebes beziehungsweise der darin integrierten Kupplung die Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrische Maschine wahlweise hergestellt oder unterbrochen wird.A development of the invention provides that the clutch is integrated into the transmission. This is possible in particular in the configuration of the transmission as a planetary gear. In this case, for example, the internal combustion engine, in particular via the clutch, be operatively connected to a sun gear of the planetary gear and the electric machine with a ring gear of the planetary gear. The output shaft is preferably connected in this case to a planet carrier to which at least one planet gear is rotatably mounted, both with the sun gear as also meshes with the ring gear of the planetary gear. In particular, when the transmission is designed as a multi-speed transmission or as a multi-speed planetary gear device, the clutch may be integrated in the transmission. This means that the active connection between the internal combustion engine and the electric machine is selectively established or interrupted by means of the transmission or the clutch integrated therein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe und/oder als Planetengetriebe ausgebildet wird. In ersterem Fall sind zwei parallele Getriebestränge vorgesehen, welche jeweils über eine Kupplung verfügen. Die Getriebestränge sind vorzugsweise jeweils über eine dieser Kupplung wahlweise mit der Brennkraftmaschine verbunden oder von dieser getrennt. Ausgangsseitig sind die Getriebestränge bevorzugt beide mit der elektrischen Maschine sowie mit der Abtriebswelle wirkverbunden. Alternativ kann das Getriebe als Planetengetriebe beziehungsweise Planetengetriebeanordnung mit wenigstens einem Planetengetriebe ausgebildet sein. Selbstverständlich kann auch das Doppelkupplungsgetriebe die Planetengetriebeanordnung umfassen beziehungsweise wenigstens ein Planetengetriebe aufweisen.In a further embodiment of the invention, it is provided that the transmission is designed as a double-clutch transmission and / or as a planetary gear. In the former case, two parallel gear trains are provided, each having a clutch. The gear trains are preferably connected via one of these clutch either with the internal combustion engine or separated from it. On the output side, the gear trains are preferably both operatively connected to the electric machine and to the output shaft. Alternatively, the transmission can be designed as a planetary gear or planetary gear arrangement with at least one planetary gear. Of course, the dual-clutch transmission may include the planetary gear arrangement or at least have a planetary gear.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in der Normalbetriebsart der Starter und/oder die elektrische Maschine als Generator betrieben werden/wird. In der Normalbetriebsart ist die Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine beziehungsweise der Abtriebswelle mittels der Kupplung zumindest zeitweise hergestellt. Bei geschlossener Kupplung kann nun in der Normalbetriebsart die elektrische Maschine als Generator betrieben werden, weil sie unmittelbar von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die elektrische Maschine wird in diesem Fall dazu verwendet, den entsprechenden Energiespeicher, insbesondere die Hochvoltbatterie, aufzuladen. Zusätzlich oder alternativ kann der Starter, welcher vorzugsweise permanent mit der Brennkraftmaschine wirkverbunden ist, als Generator herangezogen werden. Beispielsweise dient dies dazu, die Niedervoltbatterie aufzuladen und/oder einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrischen Strom zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich oder alternativ kann durch das Betreiben des Starters als Generator auch die Hochvoltbatterie geladen werden.A further embodiment of the invention provides that in the normal mode of operation, the starter and / or the electric machine is / are operated as a generator. In the normal operating mode, the operative connection between the internal combustion engine and the electric machine or the output shaft by means of the clutch is at least temporarily established. When the clutch is closed, the electric machine can now be operated as a generator in the normal mode because it is driven directly by the internal combustion engine. The electric machine is used in this case to charge the corresponding energy storage, in particular the high-voltage battery. Additionally or alternatively, the starter, which is preferably permanently operatively connected to the internal combustion engine, be used as a generator. For example, this serves to charge the low-voltage battery and / or to provide electrical power to a vehicle electrical system of the motor vehicle. Additionally or alternatively, by operating the starter as a generator and the high-voltage battery can be charged.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass in der Wirkverbindung zwischen der Abtriebswelle und wenigstens einer Achse des Kraftfahrzeugs ein weiteres Getriebe angeordnet wird. Bereits vorstehend wurde darauf hingewiesen, dass die Hybridantriebsvorrichtung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein kann. Insoweit ist sie der wenigstens einen Achse des Kraftfahrzeugs oder zumindest einem Rad der Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet beziehungsweise steht mit dem entsprechenden Element in Wirkverbindung. In dieser Wirkverbindung soll nun das weitere Getriebe vorliegen, welches einer Drehzahlumsetzung zwischen der Abtriebswelle und der Achse des Kraftfahrzeugs dient. Vorzugsweise ist das weitere Getriebe schaltbar, sodass also aus mehreren Gängen ein Fahrgang ausgewählt und an dem weiteren Getriebe eingestellt wird.Finally, it can be provided that in the operative connection between the output shaft and at least one axis of the motor vehicle another transmission is arranged. It has already been pointed out that the hybrid drive device can be provided for driving the motor vehicle. In that regard, it is assigned to at least one axis of the motor vehicle or at least one wheel of the axis of the motor vehicle or is in operative connection with the corresponding element. In this operative connection, the further transmission is now to be present, which serves for a speed conversion between the output shaft and the axle of the motor vehicle. Preferably, the further transmission is switchable, so so selected from several gears a drive and is set to the other transmission.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Hybridantriebsvorrichtung, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Hybridantriebsvorrichtung weist eine Antriebswelle, eine mit einem Starter wirkverbundene Brennkraftmaschine sowie eine elektrische Maschine, die mit der Abtriebswelle wirkverbunden und über eine Kupplung mit der Brennkraftmaschine wirkverbindbar ist, auf. Dabei ist die Hybridantriebsvorrichtung dazu ausgebildet, die Abtriebswelle bis zu einer Mindestdrehzahl in einer Anfahrbetriebsart nur mittels der elektrischen Maschine anzutreiben, wobei die elektrische Maschine in einer Anfahrbetriebsart mit elektrischem Strom betrieben wird, der mittels des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Starters erzeugt wird. Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Hybridantriebsvorrichtung wurde bereits hingewiesen. Wie bereits erläutert kann in der Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Abtriebswelle ein Getriebe vorgesehen sein. Die Hybridantriebsvorrichtung sowie das entsprechende Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The invention further relates to a hybrid drive device, in particular for carrying out the method described above. The hybrid drive device has a drive shaft, an engine operatively connected to a starter and an electric machine, which is operatively connected to the output shaft and operatively connected via a clutch to the internal combustion engine on. In this case, the hybrid drive device is designed to drive the output shaft to a minimum speed in a starting mode only by means of the electric machine, wherein the electric machine is operated in a starting mode with electric current, which is generated by means of the starter driven by the internal combustion engine. The advantages of such an approach or such an embodiment of the hybrid drive device has already been pointed out. As already explained, a transmission can be provided in the operative connection between the electric machine and the output shaft. The hybrid drive device and the corresponding method can be developed according to the above statements, so that reference is made to this extent.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzigeThe invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. The only one shows

Figur eine schematische Darstellung einer Hybridantriebsvorrichtung mit zwei unterschiedlichen Antriebsaggregaten.Figure a schematic representation of a hybrid drive device with two different drive units.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Hybridantriebsvorrichtung 1 mit einem ersten Antriebsaggregat 2 und einem zweiten Antriebsaggregat 3. Das erste Antriebsaggregat 2 ist dabei als Brennkraftmaschine ausgestaltet, während das zweite Antriebsaggregat 3 als elektrische Maschine mit einem Stator 4 und einem Rotor 5 ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine 2 und die elektrische Maschine 3 sind über eine Wirkverbindung 6, welcher eine Kupplung 7 vorliegt, miteinander wirkverbunden. Diese Wirkverbindung 6 ist mittels der Kupplung 7 wahlweise entweder hergestellt oder unterbrochen. in der Wirkverbindung 6 kann zudem weiterhin ein Getriebe 8 vorliegen, welches hier lediglich schematisch dargestellt ist.The figure shows a schematic representation of a hybrid drive device 1 with a first drive unit 2 and a second drive unit 3 , The first drive unit 2 is designed as an internal combustion engine, while the second drive unit 3 as an electric machine with a stator 4 and a rotor 5 is trained. The internal combustion engine 2 and the electric machine 3 are via an active compound 6 which is a clutch 7 is present, interacting with each other. This active compound 6 is by means of the coupling 7 optionally either manufactured or interrupted. in the active compound 6 can also continue a gearbox 8th present, which is shown here only schematically.

Die Hybridantriebsvorrichtung 1 erzeugt mithilfe der Antriebsaggregate 2 und 3 ein Drehmoment und stellt dieses an einer Abtriebswelle 9 bereit. Die Abtriebswelle 9 kann dabei entweder unmittelbar oder über das Getriebe 8 mit der elektrischen Maschine 3 wirkverbunden sein. Insgesamt bedeutet dies, dass die Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der Abtriebswelle 9 mittels der Kupplung 7 entweder hergestellt (Kupplung 7 geschlossen) oder unterbrochen (Kupplung 7 geöffnet) ist. Vorzugsweise liegt die Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine 3 und der Abtriebswelle 9 dagegen permanent vor.The hybrid drive device 1 generated by means of the drive units 2 and 3 a torque and puts this on an output shaft 9 ready. The output shaft 9 can either directly or via the transmission 8th with the electric machine 3 be actively connected. Overall, this means that the operative connection between the internal combustion engine 2 and the output shaft 9 by means of the coupling 7 either manufactured (coupling 7 closed) or interrupted (clutch 7 opened). Preferably, the operative connection is between the electric machine 3 and the output shaft 9 against it permanently before.

In der Wirkverbindung 6 zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 kann zusätzlich eine Dämpfungseinrichtung 10, beispielsweise in Form eines Zweimassenschwungrads oder dergleichen, vorgesehen sein. Die Dämpfungseinrichtung 10 liegt dabei beispielsweise in der Wirkverbindung 6 zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der Kupplung 7 vor. Alternativ kann sie selbstverständlich auch zwischen der Kupplung 7 und der elektrischen Maschine 3 beziehungsweise dem Getriebe 8 vorgesehen sein.In the active compound 6 between the internal combustion engine 2 and the electric machine 3 can additionally a damping device 10 be provided, for example in the form of a dual mass flywheel or the like. The damping device 10 is for example in the operative connection 6 between the internal combustion engine 2 and the clutch 7 in front. Alternatively, it can of course also between the clutch 7 and the electric machine 3 or the transmission 8th be provided.

Weiterhin ist der Brennkraftmaschine 2 ein Starter 11 zugeordnet, welcher vorzugsweise permanent mit der Brennkraftmaschine 2 wirkverbunden ist. Selbstverständlich kann alternativ jedoch auch eine hier nicht dargestellte Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine 2 und dem Starter 11 vorliegen.Furthermore, the internal combustion engine 2 a starter 11 assigned, which preferably permanently with the internal combustion engine 2 is actively connected. Of course, however, an alternative coupling not shown here between the internal combustion engine 2 and the starter 11 available.

Es ist nun vorgesehen, die Abtriebswelle 9 solange sie eine Drehzahl aufweist, welche kleiner oder gleich einer Mindestdrehzahl ist, ausschließlich mithilfe der elektrischen Maschine 3, nicht also mit der Brennkraftmaschine 2, anzutreiben. Zu diesem Zweck ist bei dem Vorliegen einer derartigen Drehzahl die Kupplung 7 zum Unterbrechen der Wirkverbindung 6 geöffnet. Solange die Drehzahl kleiner oder gleich der Mindestdrehzahl ist, liegt eine Anfahrbetriebsart vor, in welcher üblicherweise die Abtriebswelle 9 beschleunigt werden soll. Dies ist, wie erläutert, allein mithilfe der elektrischen Maschine 3 vorgesehen. Dabei soll die elektrische Maschine 3 in der Anfahrbetriebsbetriebsart mit elektrischem Strom betrieben werden, der mittels des von der Brennkraftmaschine 2 angetriebenen Starters 11 erzeugt wird. Dies ist insbesondere der Fall, falls ein Energiespeicher, welcher zum Betreiben der elektrischen Maschine 3 vorgesehen ist, leer ist oder zumindest einen Ladestand aufweist, welcher ein Betreiben der elektrischen Maschine 3 nicht oder nur mit Einschränkungen zulässt.It is now provided, the output shaft 9 as long as it has a speed which is less than or equal to a minimum speed, exclusively by means of the electric machine 3 not with the internal combustion engine 2 to power. For this purpose, in the presence of such a speed, the clutch 7 for interrupting the active compound 6 open. As long as the speed is less than or equal to the minimum speed, there is a starting mode, in which usually the output shaft 9 should be accelerated. This is, as explained, solely by means of the electric machine 3 intended. In this case, the electric machine 3 be operated in the starting operation mode with electric current, by means of the of the internal combustion engine 2 powered starter 11 is produced. This is the case in particular if an energy store, which is used to operate the electrical machine 3 is provided, is empty or at least has a charge level, which is an operation of the electric machine 3 not or only with restrictions.

Eine derartige Vorgehensweise hat den Vorteil, dass auch Kraftfahrzeuge mit lediglich einer angetriebenen Achse, welcher die Hybridantriebsvorrichtung 1 zugeordnet ist, ohne Kupplungsschupfen beziehungsweise Kupplungsschleifen, beispielsweise der Kupplung 7, beschleunigt werden können. Dies hat eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades der Hybridantriebsvorrichtung 1 in der Anfahrbetriebsart zur Folge. Sobald die Drehzahl der Abtriebswelle 9 die Mindestdrehzahl erreicht beziehungsweise überschritten hat, wird von der Anfahrbetriebsart auf eine Normalbetriebsart umgeschaltet. In dieser Normalbetriebsart ist die Kupplung 7 zumindest zeitweise, besonders bevorzugt, permanent geschlossen, sodass ein Antreiben der Abtriebswelle 9 zumindest teilweise mithilfe der Brennkraftmaschine 2 erfolgt.Such an approach has the advantage that also motor vehicles with only one driven axle, which the hybrid drive device 1 is assigned, without Kupplungsschupfen or clutch loops, such as the clutch 7 , can be accelerated. This has a significant improvement in the efficiency of the hybrid drive device 1 in the start-up mode result. Once the speed of the output shaft 9 the minimum speed has been reached or exceeded, is switched from the startup mode to a normal mode. In this normal mode is the clutch 7 at least temporarily, particularly preferably, permanently closed, so that driving the output shaft 9 at least partially by means of the internal combustion engine 2 he follows.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HybridantriebsvorrichtungHybrid drive device
22
1. Antriebsaggregat (Brennkraftmaschine)1st drive unit (internal combustion engine)
33
2. Antriebsaggregat (elektrische Maschine)2nd drive unit (electric machine)
44
Statorstator
55
Rotorrotor
66
Wirkverbindungoperatively connected
77
Kupplungclutch
88th
Getriebetransmission
99
Abtriebswelleoutput shaft
1010
Dämpfungseinrichtungattenuator
1111
Starterstarter

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung (1) mit einer Abtriebswelle (9), einer mit einem Starter (11) wirkverbundenen Brennkraftmaschine (2) sowie einer elektrischen Maschine (3), die mit der Abtriebswelle (9) wirkverbunden und über eine Kupplung (7) mit der Brennkraftmaschine (2) wirkverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (9) bis zu einer Mindestdrehzahl in einer Anfahrbetriebsart nur mittels der elektrischen Maschine (3) angetrieben wird, wobei die elektrische Maschine (3) in der Anfahrbetriebsart mit elektrischem Strom betrieben wird, der mittels des von der Brennkraftmaschine (2) angetriebenen Starters (11) erzeugt wird.Method for operating a hybrid drive device ( 1 ) with an output shaft ( 9 ), one with a starter ( 11 ) operatively connected internal combustion engine ( 2 ) and an electric machine ( 3 ), which are connected to the output shaft ( 9 ) and via a coupling ( 7 ) with the internal combustion engine ( 2 ) is operatively connected, characterized in that the output shaft ( 9 ) up to a minimum speed in a starting mode only by means of the electric machine ( 3 ), wherein the electric machine ( 3 ) is operated in the starting mode with electric current, which by means of the of the internal combustion engine ( 2 ) powered starter ( 11 ) is produced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridantriebsvorrichtung einen ersten Stromspeicher und einen zweiten Stromspeicher aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) in einer Normalbetriebsart mit dem ersten Stromspeicher betrieben und der Starter (11) zum Starten der Brennkraftmaschine (2) mit in dem zweiten Stromspeicher gespeichertem Strom betrieben wird.A method according to claim 1, characterized in that the hybrid drive device comprises a first power storage and a second power storage, wherein the electric machine ( 3 ) operated in a normal mode with the first power storage and the starter ( 11 ) for starting the internal combustion engine ( 2 ) is operated with stored in the second power storage current. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der Mindestdrehzahl durch die Abtriebswelle (9) die Normalbetriebsart durchgeführt wird, in welchem die Kupplung (7) zumindest zeitweise geschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at Reaching the minimum speed through the output shaft ( 9 ) the normal mode is carried out, in which the clutch ( 7 ) is closed at least temporarily. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2), insbesondere über die Kupplung (7), an eine Eingangswelle eines Getriebes (8) und die elektrische Maschine (3) an eine Ausgangswelle des Getriebes (8) gekoppelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 2 ), in particular via the coupling ( 7 ), to an input shaft of a transmission ( 8th ) and the electric machine ( 3 ) to an output shaft of the transmission ( 8th ) is coupled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Koppelgang aus mehreren Gängen des Getriebes (8) ausgewählt und an dem Getriebe (8) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a coupling gear of several gears of the transmission ( 8th ) and on the transmission ( 8th ) is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) in das Getriebe (8) integriert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ( 7 ) in the transmission ( 8th ) is integrated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (8) als Doppelkupplungsgetriebe und/oder als Planetengetriebe ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 8th ) is designed as a double-clutch transmission and / or as a planetary gear. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Normalbetriebsart der Starter (11) und/oder die elektrische Maschine (3) als Generator betrieben werden/wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the normal operating mode the starter ( 11 ) and / or the electric machine ( 3 ) is operated as a generator / is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wirkverbindung zwischen der Abtriebswelle (9) und wenigstens einer Achse eines Kraftfahrzeugs ein weiteres Getriebe angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the operative connection between the output shaft ( 9 ) and at least one axle of a motor vehicle another transmission is arranged. Hybridantriebsvorrichtung (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Abtriebswelle (9), einer mit einem Starter (11) wirkverbundenen Brennkraftmaschine (2) sowie einer elektrischen Maschine (3), die mit der Abtriebswelle (9) wirkverbunden und über eine Kupplung (7) mit der Brennkraftmaschine (2) wirkverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridantriebsvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Abtriebswelle (9) bis zu einer Mindestdrehzahl in einer Anfahrbetriebsart nur mittels der elektrischen Maschine (3) anzutreiben, wobei die elektrische Maschine (3) in der Anfahrbetriebsart mit elektrischem Strom betrieben wird, der mittels des von der Brennkraftmaschine (2) angetriebenen Starters (11) erzeugt wird.Hybrid drive device ( 1 ), in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, with an output shaft ( 9 ), one with a starter ( 11 ) operatively connected internal combustion engine ( 2 ) and an electric machine ( 3 ), which are connected to the output shaft ( 9 ) and via a coupling ( 7 ) with the internal combustion engine ( 2 ) is operatively connected, characterized in that the hybrid drive device ( 1 ) is adapted to the output shaft ( 9 ) up to a minimum speed in a starting mode only by means of the electric machine ( 3 ), the electric machine ( 3 ) is operated in the starting mode with electric current, which by means of the of the internal combustion engine ( 2 ) powered starter ( 11 ) is produced.
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