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Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeugantriebsstrang und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines solchen Kraftfahrzeugantriebsstrangs.
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Aus der
WO 2005/019676 A1 ist ein Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Antriebsmotor, der zur Bereitstellung eines Kraftfahrzeugantriebsmoments vorgesehen ist, mit zwei, einer ersten Lastschaltkupplung und einer in einem Leistungsfluss parallel zu der ersten Lastschaltkupplung angeordneten zweiten Lastschaltkupplung, die jeweils dazu vorgesehen sind, einen Lastpfad zur Übertragung des Kraftfahrzeugantriebsmoments durch ein Getriebe zu schalten, sowie mit einer zum wenigstens teilweisen Schließen der zwei Lastschaltkupplungen vorgesehenen Steuer- und Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, zum Schutz des Getriebes zwei Lastpfade parallel zu schalten, bereits bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, Kosten eines Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs entsprechend dem Anspruch 1, eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugs entsprechende dem Anspruch 9 und ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeugantriebsstrang mit zumindest einem Antriebsmotor, der zur Bereitstellung eines Kraftfahrzeugantriebsmoments vorgesehen ist, mit zumindest zwei, einer ersten Lastschaltkupplung und einer in zumindest einem Leistungsfluss parallel zu der ersten Lastschaltkupplung angeordneten zweiten Lastschaltkupplung, die jeweils dazu vorgesehen sind, zumindest einen Lastpfad zur Übertragung des Kraftfahrzeugantriebsmoments durch ein Getriebe zu schalten, sowie mit einer zum wenigstens teilweisen Schließen der zumindest zwei Lastschaltkupplungen vorgesehenen Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, zum Schutz wenigstens des Getriebes zumindest zwei Lastpfade parallel zu schalten.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, zusätzlich zu den zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfaden den zumindest einen Antriebsmotor zu drosseln. Dadurch kann das bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment auf verschiedene Lastpfade und damit auf eine Vielzahl von Getriebebauteilen verteilt werden und bei Bedarf zusätzlich durch die Drosselung des das Kraftfahrzeugantriebsmoment bereitstellenden Antriebsmotors begrenzt werden, wodurch eine Überbelastung und damit eine Beschädigung oder Zerstörung des Getriebes und/oder der Lastschaltkupplungen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs besonders zuverlässig verhindert werden kann. Durch die parallele Schaltung zumindest zweier Lastpfade und die zusätzliche Drosselung des Antriebsmotors kann ein Drehmomentabgabepotential des zumindest einen Antriebsmotors bei gleichzeitiger Verhinderung der Überbelastung in einem besonders hohen Maße ausgeschöpft werden, ohne das Getriebe und/oder die Lastschaltkupplung auf ein höheres Drehmomentübertragungspotential auszulegen und damit stabiler und/oder aufwendiger auszubilden. Dadurch können die Getriebebauteile, wie beispielsweise Zahnräder, Getriebewellen und/oder ein Getriebegehäuse, und/oder die Lastschaltkupplungen hinsichtlich ihres Gewichts leichter und hinsichtlich ihres Bauraumbedarfs kleiner ausgelegt werden, wodurch das Getriebe und/oder die Lastschaltkupplungen besonders preiswert hergestellt werden können. Dadurch können Kosten des Kraftfahrzeugantriebsstrangs und damit eines den Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweisenden Kraftfahrzeugs reduziert werden. Unter einem „Lastpfad” soll insbesondere ein genau einem Getriebegang zugeordneter Leistungsflussweg durch das Getriebe verstanden werden, der zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle vorgesehen ist. Der Lastpfad wird dabei insbesondere durch die Getriebeeingangswelle, die Getriebeausgangswelle, zumindest einer Vorgelegewelle, zumindest einer Zahnradpaarung und/oder zumindest einer Schalteinheit gebildet, die in dem ihm zugeordneten Getriebegang ein Drehmoment und eine Drehbewegung übertragen. Unter „parallel geschalteten Lastpfaden” sollen insbesondere unterschiedliche Lastpfade verstanden werden, durch die parallel jeweils ein Leistungsfluss durch das Getriebe übertragbar ist. Vorzugsweise sind durch parallel geschaltete Lastpfade zumindest zwei in ihrer Übersetzung verschiedene Getriebegänge in dem Getriebe gleichzeitig geschaltet. Bei parallel geschalteten Lastpfaden ist vorteilhaft zumindest eine der Lastschaltkupplungen schlupfend geschlossenen. Unter der Wendung „den zumindest einen Antriebsmotor zusätzlich zu den zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfaden drosseln” soll insbesondere eine Drosselung des zumindest einen Antriebsmotors während eines Betriebszustands, in dem die zumindest zwei Lastpfade parallel geschaltet sind, verstanden werden. 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, ausgebildet, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, das parallele Schalten der zumindest zwei Lastpfade gegenüber dem Drosseln des zumindest einen Antriebsmotors zu priorisieren. Dadurch kann realisiert werden, dass das von dem Antriebsmotor bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment zum Schutz des Getriebes und der Lastschaltkupplungen zuerst auf verschiedene Lastpfade verteilt wird, bevor, falls nötig, der Antriebsmotor zum Schutz des Getriebes und der Lastschaltkupplungen gedrosselt wird, wodurch eine besonders hohe Ausnutzung des durch den Antriebsmotor bereitstellbaren Kraftfahrzeugantriebsmoments realisiert werden kann, ohne das Getriebe und die Lastschaltkupplungen zu gefährden. Unter „priorisieren” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz zumindest des Getriebes zuerst und/oder vorrangig zumindest zwei Lastpfade parallel schaltet, bevor sie zum Schutz zumindest des Getriebes den zumindest einen Antriebsmotor drosselt. Vorzugsweise drosselt die Steuer- und/oder Regeleinheit den zumindest einen Antriebsmotor erst dann, wenn der Schutz durch die parallele Schaltung zumindest zweier Lastpfade unzureichend ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Antriebsmotor in Abhängigkeit von einem durch die zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfade maximal übertragbaren Summendrehmoment zu drosseln. Dadurch kann der Antriebsmotor in Abhängigkeit von einem maximalen durch beide Lastschaltkupplungen und beide Lastpfade übertragbaren Kraftfahrzeugantriebsmoments gedrosselt werden, wodurch das Drehmomentübertragungspotential beider Lastschaltkupplungen und beider Lastpfade ausgenutzt werden kann, bevor der Antriebsmotor gedrosselt wird. Unter einem „maximal übertragbaren Summendrehmoment” soll insbesondere ein Kraftfahrzeugantriebsmoment verstanden werden, das maximal von den zumindest zwei Lastschaltkupplungen und den zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfaden übertragen werden kann, ohne das die Lastschaltkupplungen und das Getriebe beschädigt oder zerstört werden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist zum Schutz zumindest des Getriebes vorzugsweise dazu vorgesehen, zuerst ein Drehmomentübertragungspotential des zum aktuell geschalteten Lastpfad parallel zugeschalteten Lastpfads auszunutzen und erst anschließend, falls das Drehmomentübertragungspotential des parallel zugeschalteten Lastpfads unzureichend oder ausgeschöpft ist, den zumindest einen Antriebsmotor zu drosseln. Dabei ist die Steuer- und/oder Regeleinheit vorzugsweise dazu vorgesehen, zumindest einen Lastpfad parallel zuzuschalten, wenn das Drehmomentübertragungspotential des aktuell geschalteten Lastpfads unzureichend oder ausgeschöpft ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, während parallel geschalteter Lastpfade einen Betätigungszustand zumindest eines der Lastschaltkupplungen konstant zu halten.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Antriebsmotor auf das maximal übertragbare Summendrehmoment zu drosseln, wodurch die Beschädigung der Lastschaltkupplungen und des Getriebes sicher vermieden werden kann. Zum Schutz wenigstens des Getriebes ist die Steuer- und/oder Regeleinheit vorzugsweise dazu vorgesehen, das durch den zumindest einen Antriebsmotor bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment durch Drosselung auf das maximal übertragbare Summendrehmoment der parallel geschalteten Lastpfade zu begrenzen.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, während einer geschlossenen ersten Lastschaltkupplung und einer schlupfenden zweiten Lastschaltkupplung den zumindest einen Antriebsmotor zu drosseln. Dadurch kann das bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment außerhalb von Anfahrvorgängen und außerhalb von Schaltvorgängen auf verschiedene Lastpfade verteilt und bei Bedarf durch Drosselung des Antriebsmotors begrenzt werden, wodurch die Verteilung und die Begrenzung des Kraftfahrzeugantriebsmoments in Betriebszuständen durchgeführt werden kann, in denen das Getriebe und/oder die Lastschaltkupplungen besonders hoch belastet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung, die insbesondere von der erfindungsgemäßen zusätzlichen Drosselung des zumindest einen Antriebsmotors unabhängig ist, wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, in einem Boostbetrieb zumindest zwei Lastpfade parallel zu schalten. Dadurch kann das Kraftfahrzeugantriebsmoment in Betriebszuständen erhöhter Belastung auf die zumindest zwei Lastpfade verteilt werden, wodurch einer Beschädigung zumindest des Getriebes vorgebeugt werden kann. Unter einem „Boostbetrieb” soll dabei vorzugsweise eine Betriebsart des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verstanden werden, in der wenigstens ein Antriebsmotor, verglichen mit einem Normalbetrieb, eine zusätzliche Antriebsleistung abgibt. Beispielsweise ist der Boostbetrieb als ein Kick-Down-Betrieb oder als ein Boosten durch wenigstens einen zweiten Antriebsmotor ausgebildet. Vorzugsweise ist die Steuer- und/oder Regeleinheit in dem Boostbetrieb dazu vorgesehen, zusätzlich zu den zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfaden den zumindest einen Antriebsmotor zu drosseln.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Kraftfahrzeugantriebsstrang zumindest einen weiteren Antriebsmotor aufweist, der zur gemeinsamen oder alternativen Bereitstellung des Kraftfahrzeugantriebsmoments vorgesehen ist, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Lastpfade parallel zu schalten, wenn die zumindest zwei Antriebsmotoren das Kraftfahrzeugantriebsmoment gemeinsam bereitstellen. Dadurch kann das durch beide Antriebsmotoren bereitgestellte erhöhte Kraftfahrzeugantriebsmoment auf verschiedene Lastpfade verteilt werden, wodurch eine Belastung der Getriebebauteile und/oder der Lastschaltkupplungen bei einem Boosten reduziert werden kann.
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Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Schutz wenigstens des Getriebes dazu vorgesehen ist, zusätzlich zu den zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfaden zumindest einen der wenigstens zwei Antriebsmotoren zu drosseln. Dadurch kann beim Boosten zusätzlich zu der Übertragung des durch beide Antriebsmotoren bereitgestellten Kraftfahrzeugantriebsmoments über verschiedene Lastpfade eines der Antriebsmotoren gedrosselt werden, wodurch eine Überbelastung der Lastschaltkupplungen und/oder des Getriebes bei dem Boosten verhindert werden kann.
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Weiter wird ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgeschlagen, wodurch ein besonders preiswertes Kraftfahrzeug mit einem besonders langlebigen Kraftfahrzeugantriebsstrang bereitgestellt werden kann.
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Ferner wird ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, insbesondere eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangs, vorgeschlagen, bei dem zum Schutz wenigstens eines Getriebes des Kraftfahrzeugantriebsstrangs parallel zumindest zwei Lastpfade zur Übertragung eines Kraftfahrzeugantriebsmoments durch das Getriebe geschaltet werden, wobei zum Schutz wenigstens des Getriebes zusätzlich zu den zumindest zwei parallel geschalteten Lastpfaden zumindest ein das Kraftfahrzeugantriebsmoment wenigstens teilweise bereitstellender Antriebsmotor gedrosselt wird, wodurch das Getriebe besonders zuverlässig vor einer Beschädigung geschützt werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem einzigen Antriebsmotor und
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2 schematisch ein Kraftfahrzeug mit zwei Antriebsmotoren, die dazu vorgesehen sind, in einem Boostbetrieb gemeinsam ein Kraftfahrzeugantriebsmoment bereitzustellen.
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1 zeigt stark schematisiert ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugantriebsstrang. Zum Antrieb des Kraftfahrzeugs weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang genau einen Antriebsmotor 10a auf, der zur Bereitstellung eines Kraftfahrzeugantriebsmoments vorgesehen ist. Zur Übersetzung des Kraftfahrzeugantriebsmoments weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang ein Getriebe 16a auf, das zur Schaltung mehrerer Getriebegänge vorgesehen ist. Das Getriebe 16a ist im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor 10a und Antriebsrädern 18a des Kraftfahrzeugantriebsstrangs angeordnet. Das Getriebe 16a ist als ein Automatikgetriebe ausgebildet. Der Antriebsmotor 10a ist als ein Verbrennungsmotor ausgebildet.
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Das Getriebe 16a in der 1 ist der Übersicht halber lediglich teilweise dargestellt. Das Getriebe 16a weist mehrere Zahnradradebenen auf, die jeweils zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen sind, wobei in der 1 lediglich die vier Zahnradradebenen 19a, 20a, 21a, 22a dargestellt sind.
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Zur Einleitung des durch den Antriebsmotor 10a bereitgestellten Kraftfahrzeugantriebsmoments weist das Getriebe 16a eine erste Getriebeeingangswelle 23a und eine zweite Getriebeeingangswelle 24a auf. Die Getriebeeingangswellen 23a, 24a sind koaxial zueinander angeordnet. Die zweite Getriebeeingangswelle 24a ist hohl ausgebildet, wobei die erste Getriebeeingangswelle 23a die zweite Getriebeeingangswelle 24a durchdringt. Die Zahnradebenen 19a, 20a sind der zweiten Getriebeeingangswelle 24a und die Zahnradebenen 21a, 22a der ersten Getriebeeingangswelle 23a zugeordnet. Die Zahnradebenen 19a, 20a, 21a, 22a weisen jeweils ein Festrad 25a, 26a, 27a, 28a auf, wobei die Festräder 25a, 26a der Zahnradebenen 19a, 20a fest auf der zweiten Getriebeeingangswelle 24a und die Festräder 27a, 28a der Zahnradebenen 21a, 22a fest auf der ersten Getriebeeingangswelle 23a angeordnet sind.
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Zur Ausleitung eines übersetzten Kraftfahrzeugantriebsmoments weist das Getriebe 16a eine Getriebeausgangswelle 29a auf, die antriebstechnisch permanent an die Antriebsräder 18a angebunden ist. Um die Getriebeeingangswellen 23a, 24a und die Getriebeausgangswelle 29a über die Zahnradebenen 19a, 20a, 21a, 22a antriebstechnisch miteinander zu verbinden, weist das Getriebe 16a eine erste Vorgelegewelle 30a und eine parallel zu der ersten Vorgelegewelle 30a angeordnete zweite Vorgelegewelle 31a auf. Die erste Vorgelegewelle 30a ist dazu vorgesehen, die erste Getriebeeingangswelle 23a und die Getriebeausgangswelle 29a über die Zahnradebenen 21a, 22a antriebstechnisch miteinander zu verbinden. Die zweite Vorgelegewelle 31a ist dazu vorgesehen, die zweite Getriebeeingangswelle 24a und die Getriebeausgangswelle 29a über die Zahnradebenen 19a, 20a antriebstechnisch miteinander zu verbinden.
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Die Zahnradebenen 19a, 20a, 21a, 22a weisen jeweils ein Losrad 32a, 33a, 34a, 35a auf, wobei die Losräder 32a, 33a der Zahnradebenen 19a, 20a drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 31a und die Losräder 34a, 35a der Zahnradebenen 21a, 22a drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 30a gelagert sind. Die Losräder 32a, 33a, 34a, 35a der Zahnradebenen 19a, 20a, 21a, 22a sind jeweils mit dem entsprechenden Festrad 25a, 26a, 27a, 28a der jeweiligen Zahnradebene 19a, 20a, 21a, 22a permanent kämmend verbunden.
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Zur antriebstechnischen Anbindung der Vorgelegewellen 30a, 31a an die Getriebeausgangswelle 29a weist das Getriebe 16a eine Ausgangszahnradebene 36a auf, die ein drehfest auf der Getriebeausgangswelle 29a angeordnetes Festrad 37a, ein drehfest auf der ersten Vorgelegewelle 30a angeordnetes Festrad 38a und ein drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 31a angeordnetes Losrad 39a aufweist. Das Losrad 39a und das Festrad 38a sind permanent kämmend mit dem Festrad 37a verbunden. Um die Losräder 32a, 33a, 34a, 35a, 39a drehfest an die jeweilige Vorgelegewelle 30a, 31a anzubinden, weist das Getriebe 16a nicht näher dargestellte Schalteinheiten auf, die zur Schaltung von Lastpfaden durch das Getriebe 16a und damit zur Schaltung der Getriebegänge vorgesehen sind. Die Schalteinheiten sind als Schiebemuffen ausgebildet. Wie bereits erwähnt ist das Getriebe 16a in der 1 nur teilweise dargestellt. Das Getriebe 16a ist als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet. Das Getriebe 16a kann grundsätzlich eine andere Anzahl an Zahnradebenen und damit an schaltbaren Getriebegängen aufweisen. Weiter ist es grundsätzlich denkbar, dass das Getriebe 16a als ein anderes dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Getriebe ausgebildet ist.
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Um den Antriebsmotor 10a antriebstechnisch an das Getriebe 16a anzubinden, weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Doppelkupplung 40a auf, die eine erste Lastschaltkupplung 12a und eine im Leistungsfluss parallel zu der ersten Lastschaltkupplung 12a angeordnete zweite Lastschaltkupplung 13a aufweist. Die beiden Lastschaltkupplungen 12a, 13a sind jeweils dazu vorgesehen, einen Lastpfad zur Übertragung des durch den Antriebsmotor 10a bereitgestellten Kraftfahrzeugantriebsmoments durch das Getriebe 16a zu schalten. Die erste Lastschaltkupplung 12a ist der ersten Getriebeeingangswelle 23a und die zweite Lastschaltkupplung 13a der zweiten Getriebeeingangswelle 24a zugeordnet. Die erste Lastschaltkupplung 12a ist dazu vorgesehen, die erste Getriebeeingangswelle 23a antriebstechnisch an den Antriebsmotor 10a anzubinden. Die erste Lastschaltkupplung 12a ist dazu vorgesehen, Lastpfade durch das Getriebe 16a zu schalten, die entlang der ersten Getriebeeingangswelle 23a und der erste Vorgelegewelle 30a verlaufen. Die zweite Lastschaltkupplung 13a ist dazu vorgesehen, die zweite Getriebeeingangswelle 24a antriebstechnisch an den Antriebsmotor 10a anzubinden. Die zweite Lastschaltkupplung 13a ist dazu vorgesehen, Lastpfade durch das Getriebe 16a zu schalten, die entlang der zweiten Getriebeeingangswelle 24a und der zweiten Vorgelegewelle 31a verlaufen. Die Lastschaltkupplungen 12a, 13a sind als Lamellenkupplungen ausgebildet.
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In der 1 ist ein Lastpfad 14a, der von der ersten Lastschaltkupplung 12a schaltbar ist, und ein Lastpfad 15a, der von der zweiten Lastschaltkupplung 13a schaltbar ist, dargestellt. Der Übersicht halber sind lediglich die zwei möglichen Lastpfade 14a, 15a dargestellt. In dem Getriebe 16a sind weitere, der Übersicht halber nicht dargestellte Lastpfade einstellbar. Der durch die erste Lastschaltkupplung 12a schaltbare Lastpfad 14a verläuft von der ersten Getriebeeingangswelle 23a über die Zahnradebene 22a auf die erste Vorgelegewelle 30a und über die Ausgangszahnradebene 36a auf die Getriebeausgangswelle 29a. Der durch die erste Lastschaltkupplung 12a schaltbare Lastpfad 14a ist durch die drehfeste Anbindung des Losrads 35a der Zahnradebene 22a an die erste Vorgelegewelle 30a einstellbar. Durch die Schaltung des Lastpfads 14a ist beispielsweise der zweite Getriebegang geschaltet. Der durch die zweite Lastschaltkupplung 13a schaltbare Lastpfad 15a verläuft von der zweiten Getriebeeingangswelle 24a über die Zahnradebene 20a auf die zweite Vorgelegewelle 31a und über die Ausgangszahnradebene 36a auf die Getriebeausgangswelle 29a. Der durch die zweite Lastschaltkupplung 13a schaltbare Lastpfad 15a ist durch die drehfeste Anbindung des Losrads 33a der Zahnradebene 20a an die zweite Vorgelegewelle 31a einstellbar. Durch die Schaltung des Lastpfads 15a ist beispielsweise der dritte Getriebegang geschaltet.
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Zur Ansteuerung der Doppelkupplung 40a weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Steuer- und Regeleinheit 17a auf, die zum wenigstens teilweisen Schließen der zwei Lastschaltkupplungen 12a, 13a steuerungstechnisch an beide Lastschaltkupplungen 12a, 13a angebunden ist. Die Steuer- und Regeleinheit 17a ist dazu vorgesehen, die Lastschaltkupplungen 12a, 13a zur Schaltung der in dem Getriebe 16a eingestellten Lastpfade zumindest teilweise zu schließen. Zur Einstellung eines bestimmten Lastpfads durch das Getriebe 16a und damit eines bestimmten Getriebegangs ist die Steuer- und Regeleinheit 17a steuerungstechnisch an das Getriebe 16a angebunden. Die Steuer- und Regeleinheit 17a ist dazu vorgesehen, zur Einstellung der Lastpfade die Schalteinheiten des Getriebes 16a zu betätigen. Durch zumindest teilweises Schließen einer Lastschaltkupplung 12a, 13a schaltet die Steuer- und Regeleinheit 17a den der Lastschaltkupplung 12a, 13a zugeordneten Lastpfad. Demgemäß ist der in der 1 dargestellte Lastpfad 14a der ersten Lastschaltkupplung 12a zugeordnet, wodurch der Lastpfad 14a durch zumindest teilweises Schießen der ersten Lastschaltkupplung 12a geschaltet ist, und der in der 1 dargestellte Lastpfad 15a der zweiten Lastschaltkupplung 13a zugeordnet, wodurch der Lastpfad 15a durch zumindest teilweises Schießen der zweiten Lastschaltkupplung 13a geschaltet ist. Zur Steuerung und Regelung des Antriebsmotors 10a ist die Steuer- und Regeleinheit 17a ferner steuerungstechnisch an den Antriebsmotor 10a angebunden.
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Um das Getriebe 16a und die Lastschaltkupplungen 12a, 13a vor einer Überbelastung zu schützen, ist die Steuer- und Regeleinheit 17a dazu vorgesehen, in bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs zwei verschiedene Lastpfade parallel und damit gleichzeitig zu schalten, um das von dem Antriebsmotor 10a bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment über die zwei verschiedenen Lastpfade durch das Getriebe 16a zu übertragen und dadurch auf die zwei verschiedenen Lastpfade zu verteilen. Ausgehend von einem ursprünglich geschalteten Lastpfad, beispielsweise dem Lastpfad 14a, schaltet die Steuer- und Regeleinheit 17a zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a einen zweiten Lastpfad, beispielsweise den Lastpfad 15a, durch teilweises Schließen der entsprechenden Lastschaltkupplung 12a, 13a zusätzlich hinzu, wenn ein Drehmomentübertragungspotential zur Übertragung des von dem Antriebsmotor 10a bereitgestellten Kraftfahrzeugantriebsmoments des ursprünglich geschalteten Lastpfads ausgeschöpft ist, wodurch ein zusätzlich zu übertragender Teil des von dem Antriebsmotor 10a bereitgestellten Kraftfahrzeugantriebsmoments, welcher nicht durch den ursprünglich geschalteten Lastpfad übertragen werden kann, durch den zusätzlich hinzu geschalteten Lastpfad übertragen wird. Um das Getriebe 16a und die Lastschaltkupplungen 12a, 13a vor Überbelastung zu schützen, schließt die Steuer- und Regeleinheit 17a die dem zusätzlich hinzu geschalteten Lastpfad zugeordnete Lastschaltkupplung 12a, 13a während einer vollständig geschlossenen dem ursprünglich geschalteten Lastpfad zugeordneten Lastschaltkupplung 12a, 13a in einen schlupfenden Zustand. Bei den parallel geschalteten Lastpfaden ist damit eine der Lastschaltkupplungen 12a, 13a vollständig geschlossen und die andere Lastschaltkupplung 13a, 12a schlupfend geschlossen. Dabei verändert die Steuer- und Regeleinheit 17a dynamisch einen Betätigungszustand der dem zusätzlich hinzu geschalteten Lastpfad zugeordneten Lastschaltkupplung 12a, 13a entsprechend dem zusätzlich zu übertragenden Teil des Kraftfahrzeugantriebsmoments und lässt einen Betätigungszustand der dem ursprünglich geschalteten Lastpfad zugeordneten Lastschaltkupplung 12a, 13a zumindest im Wesentlichen konstant. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, den Betätigungszustand der dem ursprünglich geschalteten Lastpfad zugeordneten Lastschaltkupplung 12a, 13a ebenfalls zu verändern. Weiter ist es ebenfalls denkbar, die dem ursprünglich geschalteten Lastpfad zugeordnete Lastschaltkupplung 12a, 13a ebenfalls in einen schlupfenden Zustand zu schalten.
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Um der Überbelastung des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a vorzubeugen, schaltet die Steuer- und Regeleinheit 17a stets zwei Lastpfade parallel, wenn ein Boostbetrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs vorliegt. In dem Boostbetrieb sind stets zwei Lastpfade parallel geschaltet. Dazu schließt die Steuer- und Regeleinheit 17a teilweise die dem zusätzlich hinzu zu schaltenden Lastpfad zugeordnete Lastschaltkupplung 12a, 13a, wenn der Boostbetrieb vorliegt. In dem Boostbetrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs ist stets eine der Lastschaltkupplungen 12a, 13a vollständig geschlossen und die andere Lastschaltkupplung 13a, 12a schlupfend geschlossen. Der Boostbetrieb ist als ein Kick-Down-Betrieb ausgebildet, der durch eine Betätigung eines nicht näher dargestellten Kickdownschalters des Kraftfahrzeugantriebsstrangs durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs angefordert wird. In dem Kick-Down-Betrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs sind stets zwei Lastpfade parallel geschaltet.
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Des Weiteren ist die Steuer- und Regeleinheit 17a zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a dazu vorgesehen, zusätzlich zu den zwei parallel geschalteten Lastpfaden 14a, 15a den Antriebsmotor 10a zu drosseln. Die Steuer- und Regeleinheit 17a ist dazu vorgesehen, während zwei Lastpfade parallel geschaltet sind den Antriebsmotor 10a zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a zu drosseln. Dabei priorisiert die Steuer- und Regeleinheit 17a das parallele Schalten der zwei Lastpfade 14a, 15a gegenüber dem Drosseln des Antriebsmotors 10a. Die Steuer- und Regeleinheit 17a drosselt zusätzlich den Antriebsmotor 10a, wenn ein Drehmomentübertragungspotential zur Übertragung des zusätzlich zu übertragenden Kraftfahrzeugantriebsmoments des parallel hinzu geschalteten Lastpfads ausgeschöpft ist. Zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a schaltet die Steuer- und Regeleinheit 17a somit zuerst einen zweiten Lastpfad parallel hinzu. Erst wenn die parallele Schaltung zweier Lastpfade zum Schutz vor Überbelastung unzureichend ist, drosselt die Steuer- und Regeleinheit 17a während parallel geschalteter Lastpfade zusätzlich den Antriebsmotor 10a.
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Die Steuer- und Regeleinheit 17a drosselt den Antriebsmotor 10a zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a in Abhängigkeit von einem durch die zwei parallel geschalteten Lastpfade maximal übertragbaren Summendrehmoment durch. Das maximal übertragbare Summendrehmoment ist dabei ein Drehmoment, das durch die parallel geschalteten Lastpfade beim Ausschöpfen ihrer Drehmomentübertragungspotentiale übertragbar ist, ohne dass das Getriebe 16a und die Lastschaltkupplungen 12a, 13a beschädigt werden. Dazu weist die Steuer- und Regeleinheit 17a zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a für jeden parallel schaltbaren Lastpfad einen Grenzwert des maximal übertragbaren Summendrehmoments auf. Überschreitet das von dem Antriebsmotor 10a bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment den Grenzwert der aktuell parallel geschalteten Lastpfade drosselt die Steuer- und Regeleinheit 17a zusätzlich den Antriebsmotor 10a. Die Steuer- und Regeleinheit 17a drosselt zum Schutz des Getriebes 16a den Antriebsmotor 10a auf das maximal übertragbare Summendrehmoment der parallel geschalteten Lastpfade. Sie begrenzt das durch den Antriebsmotor 10a bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment auf das von den parallel geschalteten Lastpfaden maximal übertragbare Summendrehmoment. Die Steuer- und Regeleinheit 17a steuert zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a den Antriebsmotor 10a in der Art an, so dass dieser ein Kraftfahrzeugantriebsmoment bereitstellt, der maximal durch die parallel geschalteten Lastpfade übertragbar ist. Bevor die Steuer- und Regeleinheit 17a den Antriebsmotor 10a zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a drosselt, steuert sie die Lastschaltkupplungen 12a, 13a in der Art an, so dass beide parallel geschalteten Lastpfade ihr maximal übertragbares Kraftfahrzeugantriebsmoment übertragen, wodurch die Steuer- und Regeleinheit 17a das Drehmomentübertragungspotential der parallel geschalteten Lastpfade zur Übertragung des Kraftfahrzeugantriebsmoments voll ausschöpft, bevor sie den Antriebsmotor 10a drosselt.
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Zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a führt die Steuer- und Regeleinheit 17a bei Bedarf somit zwei unterschiedliche Maßnahmen durch, wobei sie die zweite Maßnahme erst bei Bedarf durchführt und somit erst dann, wenn die erste Maßnahme unzureichend ist. Die erste Maßnahme zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a ist als das parallele Schalten zweier Lastpfade und die zweite Maßnahme zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a ist als die Drosselung des Antriebsmotors 10a ausgebildet.
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Fällt das von dem Antriebsmotor 10a bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment unterhalb des maximal übertragbaren Kraftfahrzeugantriebsmoments des ursprünglich geschalteten Lastpfads öffnet die Steuer- und Regeleinheit 17a vollständig die dem parallel hinzu geschalteten Lastpfad zugeordnete Lastschaltkupplung 12a, 13a, wodurch das Kraftfahrzeugantriebsmoment wieder vollständig durch den ursprünglich geschalteten Lastpfad übertragen wird. Die Steuer- und Regeleinheit 17a behält den Getriebegang, der vor dem Durchführen der Maßnahmen zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a geschaltet war, nach Beendigung der Maßnahmen bei. Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 17a nach Beendigung der Maßnahmen zum Schutz des Getriebes 16a und der Lastschaltkupplungen 12a, 13a den durch den parallel hinzu geschalteten Lastpfad eingestellten Getriebegang schalten.
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In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 2 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1, verwiesen werden.
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2 zeigt stark schematisiert ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugantriebsstrang in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang weist ein Getriebe 16b auf, das zur Einstellung mehrerer Lastpfade und damit mehrerer Getriebegänge vorgesehen ist. In der 2 sind zwei schaltbare Lastpfade 14b, 15b dargestellt. Zur Schaltung der Lastpfade weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Doppelkupplung 40b auf, die eine erste Lastschaltkupplung 12b und eine in einem Leistungsfluss parallel zu der ersten Lastschaltkupplung 12b angeordnete zweite Lastschaltkupplung 13b umfasst. Zur Bereitstellung eines Kraftfahrzeugantriebsmoments weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang einen Antriebsmotor 10b auf. Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang zusätzlich zu dem Antriebsmotor 10b einen weiteren Antriebsmotor 11b auf, der zur gemeinsamen oder alternativen Bereitstellung des Kraftfahrzeugantriebsmoments vorgesehen ist. Die zwei Antriebsmotoren 10b, 11b sind in dem Leistungsfluss parallel zueinander angeordnet. Die zwei Antriebsmotoren 10b, 11b sind dazu vorgesehen, parallel und damit gleichzeitig antriebstechnisch an eine Eingangswelle 42b des Kraftfahrzeugantriebsstrangs, die durch die Lastschaltkupplungen 12b, 13b an das Getriebe 16b antriebstechnisch anbindbar ist, angebunden zu werden. Die Lastschaltkupplungen 12b, 13b sind in dem Leistungsfluss zwischen den Antriebsmotoren 10b, 11b und dem Getriebe 16b angeordnet. Sie sind jeweils dazu vorgesehen, die Eingangswelle 42b antriebstechnisch an eine Getriebeeingangswelle 23b, 24b des Getriebes 16b anzubinden. Um die Antriebsmotoren 10b, 11b voneinander zu trennen, weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Trennkupplung 41b auf, die im Leistungsfluss zwischen den Antriebsmotoren 10b, 11b angeordnet ist. Die Trennkupplung 41b ist dazu vorgesehen, den Antriebsmotor 10b von der Eingangswelle 42b zu entkoppeln. Der Antriebsmotor 10b ist als ein Verbrennungsmotor und der weitere Antriebsmotor 11b als ein Elektromotor ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist als ein Hybridkraftfahrzeug ausgebildet. Es ist als ein Parallelhybridkraftfahrzeug ausgebildet.
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Zur Steuerung oder Regelung weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Steuer- und Regeleinheit 17b auf, die zur Ansteuerung der Lastschaltkupplungen 12b, 13b, der Antriebsmotoren 10b, 11b, der Trennkupplung 41b und des Getriebes 16b vorgesehen ist. Zum Schutz des Getriebes 16b und der Lastschaltkupplungen 12b, 13b ist die Steuer- und Regeleinheit 17b dazu vorgesehen, in bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs zwei verschiedene Lastpfade parallel zu schalten, um das von dem Antriebsmotor 10b und/oder dem weiteren Antriebsmotor 11b bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment entlang den zwei verschiedenen Lastpfaden durch das Getriebe 16b zu übertragen.
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Um der Überbelastung des Getriebes 16b und der Lastschaltkupplungen 12b, 13b vorzubeugen, schaltet die Steuer- und Regeleinheit 17b stets zwei Lastpfade parallel, wenn ein Boostbetrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs vorliegt. Der Boostbetrieb ist als ein Kick-Down-Betrieb, der durch eine Betätigung eines nicht näher dargestellten Kickdownschalters des Kraftfahrzeugantriebsstrangs durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs angefordert wird, und als ein Boosten, in dem beide Antriebsmotoren 10b, 11b parallel das Kraftfahrzeugantriebsmoment bereitstellen, ausgebildet. Die Steuer- und Regeleinheit 17b schaltet zwei Lastpfade parallel, wenn beide Antriebsmotoren 10b, 11b die Eingangswelle 42b parallel antreiben. Beim Boosten sind beide Antriebsmotoren 10b, 11b antriebstechnisch an die Lastschaltkupplungen 12b, 13b angebunden und stellen beide ein Drehmoment bereit, die sich zum Kraftfahrzeugantriebsmoment summieren. Die Steuer- und Regeleinheit 17b schaltet zum Schutz des Getriebes 16b und der Lastschaltkupplungen 12b, 13b zwei Lastpfade 14b, 15b parallel, wenn der Fahrer den Kickdownschalter betätigt oder wenn die zwei Antriebsmotoren 10b, 11b das Kraftfahrzeugantriebsmoment gemeinsam bereitstellen. Somit sind zwei Lastpfade zusätzlich zum Kick-Down-Betrieb auch beim Boosten stets parallel geschaltet.
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Zum Schutz des Getriebes 16b und der Lastschaltkupplungen 12b, 13b ist die Steuer- und Regeleinheit 17b des Weiteren dazu vorgesehen, zusätzlich zu den zwei parallel geschalteten Lastpfaden 14b, 15b beide Antriebsmotoren 10b, 11b oder eines der zwei Antriebsmotoren 10b, 11b zu drosseln. Die Steuer- und Regeleinheit 17b ist dazu vorgesehen, während zwei parallel geschalteter Lastpfade beide Antriebsmotoren 10b, 11b oder eines der zwei Antriebsmotoren 10b, 11b zu drosseln, um das Getriebe 16b und die Lastschaltkupplungen 12b, 13b vor Überbelastung zu schützen.
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Überschreitet das von beiden Antriebsmotoren 10b, 11b oder von einem der Antriebsmotoren 10b, 11b bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment ein maximal übertragbares Summendrehmoment der parallel geschalteten Lastpfade, drosselt die Steuer- und Regeleinheit 17b beide Antriebsmotoren 10b, 11b oder eines der Antriebsmotoren 10b, 11b. Dabei drosselt die Steuer- und Regeleinheit 17b die Antriebsmotoren 10b, 11b auf das maximal übertragbare Summendrehmoment der parallel geschalteten Lastpfade, wodurch sie bei Bedarf das von den Antriebsmotoren 10b, 11b bereitgestellte Kraftfahrzeugantriebsmoment auf das maximal übertragbare Summendrehmoment begrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsmotor
- 11
- Antriebsmotor
- 12
- Lastschaltkupplung
- 13
- Lastschaltkupplung
- 14
- Lastpfad
- 15
- Lastpfad
- 16
- Getriebe
- 17
- Steuer- und Regeleinheit
- 18
- Antriebsrad
- 19
- Zahnradradebene
- 20
- Zahnradradebene
- 21
- Zahnradradebene
- 22
- Zahnradradebene
- 23
- Getriebeeingangswelle
- 24
- Getriebeeingangswelle
- 25
- Festrad
- 26
- Festrad
- 27
- Festrad
- 28
- Festrad
- 29
- Getriebeausgangswelle
- 30
- Vorgelegewelle
- 31
- Vorgelegewelle
- 32
- Losrad
- 33
- Losrad
- 34
- Losrad
- 35
- Losrad
- 36
- Ausgangszahnradebene
- 37
- Festrad
- 38
- Festrad
- 39
- Losrad
- 40
- Doppelkupplung
- 41
- Trennkupplung
- 42
- Eingangswelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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