DE102015221082A1 - Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einem Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Kupplungsaktuator zum Betätigen der Kupplung aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einem Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist.
- Kraftfahrzeug mit Hybridantrieben, d. h. gleichzeitig Verbrennungsmotor und Elektromotor, sind grundsätzlich bekannt. Dabei wird der Elektromotor oft über eine Kupplung an einer Stelle des Antriebsstranges, beispielsweise dem Getriebe, angebunden.
- Dabei besteht das Problem, das Kraftfahrzeug so auszugestalten, dass der Fahrer einerseits ein Hybridfahrzeug fährt und andererseits die gewohnte Bediensituation vorfindet.
- Zur Lösung dieses Problems wird ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weiterführende Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass die den Verbrennungsmotor und das Getriebe verbindende Kupplung über einen Kupplungsaktuator betätigt wird und weiterhin der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist. Durch das Vorsehen des Kupplungsaktuators kann nämlich der Verbrennungsmotor zu- und weggeschaltet werden, ohne dass es der Fahrer bemerkt. So kann die Steuerungsstrategie mit der Fahr- und Kupplungsstrategie des Fahrers überlagert werden, ohne dass der Fahrer seine Fahrstrategie ändern müsste oder etwas von der Überlagerung bemerkt.
- Dabei ist der Kupplungsaktuator bevorzugt so aufgebaut, dass er eine Antriebseinheit und ein das von der Antriebseinheit abgegebene drehmomentübersetzendes Getriebe aufweist. Damit soll zumindest klargestellt werden, dass es sich bei dem Kupplungsaktuator um einen Aktuator handelt, wie er beispielsweise in einem Kraftfahrzeug mit sogenanntem automatisierten Schaltgetriebe vorzufinden ist und nicht um eine Betätigungseinheit eines Handschaltgetriebe-Kraftfahrzeugs. Durch die Verwendung des Kupplungsaktuators wird es nämlich möglich, den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang abzukoppeln, ohne dass der Fahrer ein Kupplungspedal betätigen müsste.
- Vorteilhafterweise und alternativ zur beschriebenen Ausgestaltung des Kupplungsaktuators mit Antriebseinheit und Getriebe kann dieser auch eine Pumpeinheit und ein Ventil aufweisen. Der Kupplungsaktuator kann also auch als hydraulischer Kupplungsaktuator ausgestaltet sein.
- Dann ist der Kupplungsaktuator bevorzugt an eine hydraulische Wegstrecke einer Kupplungsbetätigung angebunden. Durch das Vorsehen des Ventils ist es möglich, ein länger anhaltendes Öffnen der Kupplung zu ermöglichen, ohne dass dies Energieaufwand verursacht.
- Vorteilhafterweise kann an die hydraulische Wegstrecke weiterhin ein Kupplungspedal angeschlossen sein. Dementsprechend kann die Kupplung vom Fahrer hydraulisch betätigt werden, beim Wegschalten der Fahrerbetätigung muss der Nehmerzylinder so umgeleitet werden, dass der Fahrer ein gewohntes Betätigungsverhalten der Kupplung bzw. des Kupplungspedals vorfindet, obwohl die Kupplung mittels des Kupplungsaktuators geöffnet ist.
- Vorteilhafterweise ist das Getriebe als Handschaltgetriebe ausgebildet.
- Weiterhin bevorzugt kann das Kraftfahrzeug ein Kupplungspedal mit einem Positionssensor aufweisen. Es handelt sich also um eine sogenannte Clutch-By-Wire-Kupplung. Das Signal des Positionssensors kann dabei sowohl auf einen elektromechanischen Kupplungsaktuator wie auch auf einen hydraulischen Kupplungsaktuator gegeben werden.
- Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Elektromotor umfasst, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass
- – die Kupplung in einem ersten Betriebszustand geschlossen ist und der Elektromotor motorisch oder rekuperativ betrieben wird, und
- – in einem zweiten Betriebszustand die Kupplung geöffnet ist und der Elektromotor motorisch betrieben wird.
- Der Elektromotor kann bei Anbindung des Verbrennungsmotors an das Getriebe entweder zur Leistungssteigerung verwendet werden oder aufgeladen werden. Daneben weist das Kraftfahrzeug einen reinen Elektrobetrieb auf.
- Vorteilhafterweise kann ein Schaltelement im Kraftfahrzeug vorgesehen sein, mit dem Wechsel vom ersten in den zweiten Betriebszustand durch den Fahrer vornehmbar ist. Das Schaltelement kann beispielsweise am Wählhebel ausgebildet sein, es kann sich aber auch um einen Betätigungsknopf irgendwo im Kraftfahrzeug handeln.
- Besonders bevorzugt kann ein Kupplungsaktuator zum Öffnen der Kupplung verwendet werden. Dieser kann wie weiter oben beim Kraftfahrzeug beschrieben ausgebildet sein.
- Vorteilhafterweise kann ein Kupplungsaktuator verwendet werden, der eine Pumpeneinheit und ein Ventil aufweist und der in eine hydraulische Wegstrecke der Kupplungsbetätigung eingebunden ist. Diese Ausgestaltung ist weiter oben bereits ausführlicher beschrieben.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug, -
2 einen schematischen Aufbau eines Antriebsstrangs, und -
3 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. -
1 zeigt ein Kraftfahrzeug1 mit einem Antriebsstrang2 und einer Steuerungseinrichtung3 . Die Steuerungseinrichtung3 kann dabei ein Teil des Antriebsstranges2 sein oder auch als zentrale Steuerungseinrichtung ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall steuert die Steuerungseinrichtung3 nicht nur den Betrieb des Antriebsstranges sondern auch weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs. Dabei kann die Steuerungseinrichtung3 beliebig angeordnet sein, sie kann sich in der Nähe oder fernab des Antriebsstranges2 befinden. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung3 auch aus mehreren Einheiten bestehen. -
2 . zeigt einen Teil des Antriebsstrangs2 im Detail. Dabei sind die Komponenten des Antriebsstrangs2 nach dem Getriebe weggelassen.2 zeigt den Antriebsstrang2 und davon einen Verbrennungsmotor4 , eine Anfahrkupplung5 , ein Getriebe6 , einen Elektromotor7 sowie einen Kupplungsaktuator8 . Der Kupplungsaktuator8 ist in die hydraulische Wegstrecke9 über einen Ventilblock10 eingebunden und umfasst weiterhin eine Pumpe12 . An den Ventilblock10 ist weiterhin über einen Geberzylinder14 ein Kupplungspedal16 angebunden. -
2 zeigt vom Getriebe6 einen Radsatz. Dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass der Elektromotor7 an die Konstante18 der Getriebeeingangswelle20 angebunden ist. Dieses Merkmal ist bevorzugt und unabhängig von anderen Merkmalen des Aufbaus vorzusehen. An die Konstante18 ist ebenfalls die Vorgelegewelle22 angebunden. - Die Konstante
18 ist bekanntermaßen die Stelle im Getriebe6 , an der zwei Festräder auf zwei verschiedenen Wellen miteinander in Eingriff stehen, wodurch an dieser Stelle eine konstante Übersetzung vorliegt. - Das Kupplungspedal
16 umfasst einen Positionssensor, sodass dessen Signal an die Steuerungseinrichtung3 weitergegeben werden kann. -
3 zeigt ein Ablaufschema zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. In Schritt S1 empfängt die Steuerungseinrichtung3 das Signal eines Schaltelementes. Nach Auswahl des Signals wird in Schritt S2 weiterhin der Schließzustand der Kupplung5 abgefragt. Abschließend wird in Schritt S3 in Abhängigkeit der Ergebnisse aus den Schritten S1 und S2 eine Betätigung der Kupplung, d. h. ein Öffnen und/oder Schließen der Kupplung5 veranlasst oder unterlassen. Wird durch die Betätigung des Schaltelementes ein rein elektromotorisches Fahren gewählt, so ist die Kupplung5 zu öffnen. Dies ist selbstverständlich nur notwendig, wenn sie nicht bereits geöffnet ist. Ebenso kann in Schritt S1 ein Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor ausgewählt werden. In diesem Fall ist die Kupplung5 zu schließen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Steuerungseinrichtung
- 4
- Verbrennungsmotor
- 5
- Anfahrkupplung
- 6
- Getriebe
- 7
- Elektromotor
- 8
- Kupplungsaktuator
- 9
- hydraulische Wegstrecke
- 10
- Ventilblock
- 12
- Pumpe
- 14
- Geberzylinder
- 16
- Kupplungspedal
- 18
- Konstante
- 20
- Getriebeeingangswelle
- 22
- Vorgelegewelle
Claims (10)
- Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einem Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Kupplungsaktuator zum Betätigen der Kupplung aufweist.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator eine Antriebseinheit und ein Getriebe aufweist.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator eine Pumpeinheit und ein Ventil aufweist.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator an eine hydraulische Wegstrecke einer Kupplungsbetätigung angebunden ist.
- Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Schaltgetriebe ausgebildet ist.
- Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Kupplungspedal mit einem Positionssensor aufweist.
- Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor und wenigstens einen Elektromotor umfasst, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe über eine Kupplung verbunden ist und der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das die Kupplung in einem ersten Betriebszustand geschlossen ist und der Elektromotor motorisch oder rekuperativ betrieben wird, und – in einem zweiten Betriebszustand die Kupplung geöffnet ist und der Elektromotor motorisch betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement im Kraftfahrzeug vorgesehen ist, mit dem der Wechsel vom ersten in den zweiten Betriebszustand durch den Fahrer vornehmbar ist.
- Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsaktuator zum Öffnen der Kupplung verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplungsaktuator verwendet wird, der eine Pumpeinheit und ein Ventil aufweist und in eine hydraulische Wegstrecke der Kupplungsbetätigung eingebunden ist.
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---|---|---|---|
DE102015221082.0A DE102015221082A1 (de) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102015221082.0A DE102015221082A1 (de) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs |
Publications (1)
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DE102015221082A1 true DE102015221082A1 (de) | 2017-05-04 |
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ID=58545937
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102015221082.0A Withdrawn DE102015221082A1 (de) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs |
Country Status (1)
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
US20130267382A1 (en) * | 2010-12-16 | 2013-10-10 | Hiroki Inoue | Device for controlling power transmission of vehicle |
US20140236406A1 (en) * | 2011-04-21 | 2014-08-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device of vehicle drive device |
-
2015
- 2015-10-28 DE DE102015221082.0A patent/DE102015221082A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130267382A1 (en) * | 2010-12-16 | 2013-10-10 | Hiroki Inoue | Device for controlling power transmission of vehicle |
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