Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraft fahrzeug, welcher Antriebsstrang wenigstens einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine aufweist.

Derartige Antriebsstränge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise kann dabei mittels einer Kupplungseinrichtung der Verbrennungsmotor abgekoppelt bzw. angekoppelt werden, um das Kraftfahrzeug zusätzlich oder alter nativ zu dem über die elektrische Maschine bewirkten Antrieb anzutreiben. Bei spielsweise ist es möglich, den Verbrennungsmotor durch Schließen einer entspre chenden Kupplungseinrichtung zu starten, indem die elektrische Maschine dazu ent sprechend Energie für das Zustarten des Verbrennungsmotors bereitstellt.

Dabei ist es erforderlich, dass die elektrische Maschine entsprechend ausgelegt ist, um in definierten Betriebszuständen, insbesondere über alle Betriebszustände hin weg, ausreichend Leistungsreserven zu besitzen, um den Verbrennungsmotor zuver lässig zustarten zu können. Dies hat zur Folge, dass die elektrische Maschine in ei ner Vielzahl von Betriebszuständen bzw. über den Betrieb der elektrischen Maschine hinweg betrachtet, verhältnismäßig zu groß ausgelegt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs anzugeben, bei dem insbesondere ein effizienteres Zustarten des Verbrennungsmotors möglich ist.

Wie zuvor beschrieben, umfasst der erfindungsgemäße Antriebsstrang einen Ver brennungsmotor und eine elektrische Maschine. Des Weiteren umfasst der Antriebs strang einen eine bewegbare oder bewegte Masse umfassenden Drehmomentwand ler und wenigstens eine Kupplungseinrichtung zur lösbaren Verbindung des Ver brennungsmotors mit dem Drehmomentwandler. Dabei kann zum Starten des Ver brennungsmotors über die wenigstens eine Kupplungseinrichtung eine Kopplung zwischen dem Drehmomentwandler und dem Verbrennungsmotor hergestellt wer den, wobei eine für das Zustarten des Verbrennungsmotors erforderliche Bewegung zumindest teilweise von der bewegten Masse wenigstens einer Komponente des Drehmomentwandlers bereitgestellt wird.

Die Erfindung beruht demnach auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, die bewegte Masse des Drehmomentwandlers bzw. die bewegte Masse wenigstens einer Kom ponente des Drehmomentwandlers, beispielsweise des Wandlergehäuses, eines Schaufelrads des Drehmomentwandlers oder dergleichen, zu verwenden, um die Energie für das Zustarten des Verbrennungsmotors bereitzustellen. Mit anderen Wor ten wird die Trägheit der bewegten Masse wenigstens einer Komponente des Dreh momentwandlers ausgenutzt, um bei Schließen der Kupplungseinrichtung, also Her stellen der Verbindung zwischen dem Drehmomentwandler und dem Verbrennungs motor, ein Starten des Verbrennungsmotors zu bewirken.

Beispielsweise kann der Verbrennungsmotor dazu über seine Kurbelwelle bzw. eine mit dem Verbrennungsmotor verbundene Kurbelwelle, mit der Kupplungseinrichtung an das Gehäuse des Drehmomentwandlers angekoppelt werden. Die bewegte Mas se der wenigstens einen Komponente des Drehmomentwandlers wird sonach als Schwungmasse verwendet, um den Verbrennungsmotor durch die träge Masse der wenigstens einen Komponente zu starten bzw.„hochzureißen“.

Die bewegte Masse der wenigstens einen Komponente des Drehmomentwandlers kann, je nach Aufbau des Drehmomentwandlers bzw. der innerhalb des Drehmo mentwandlers angeordneten Komponenten, unterschiedlich zusammengesetzt sein. Insbesondere können eine oder mehrere Komponenten zu der bewegten Masse bei tragen. Dies ist insbesondere davon abhängig, wie die einzelnen Komponenten des Drehmomentwandlers miteinander verbunden bzw. koppelbar oder gekoppelt sind.

Beispielsweise ist es möglich, dass die bewegte Masse durch wenigstens ein Ar beitsfluid, insbesondere Öl, bereitgestellt wird. Innerhalb des Gehäuses des Dreh momentwandlers ist üblicherweise ein Arbeitsfluid, beispielsweise Öl, vorgesehen, dass sich in Abhängigkeit der Bewegung des Drehmomentwandlers ebenfalls in Be wegung versetzt. Durch die Trägheit der Bewegung des Arbeitsfluids, kann bei Schließen der Kupplungseinrichtung Energie über die Kurbelwelle an den Verbren- nungsmotor abgegeben werden, um den Verbrennungsmotor zu starten. Somit kann der üblicherweise von der elektrischen Maschine vorgenommene Startvorgang bzw. die üblicherweise durch die elektrische Maschine bereitgestellte Energie zumindest teilweise von dem Arbeitsfluid innerhalb des Drehmomentwandlers bereitgestellt werden.

Ferner kann die bewegte Masse durch wenigstens einen Abschnitt einer Gehäuse wandung und/oder durch die bewegte Masse wenigstens einer Schaufel des Dreh momentwandlers, insbesondere von Pumpenrad oder Turbinenrad, bereitgestellt werden. Die Gehäusewandung des Drehmomentwandlers und/oder eine Schaufel, die beide im Betrieb des Drehmomentwandlers bewegt werden und somit eine ge wisse Energie besitzen, können durch die Kopplung an den Verbrennungsmotor, mit tels der Kupplungseinrichtung, dazu verwendet werden, die Energie zumindest teil weise abzugeben und somit zu dem Startvorgang des Verbrennungsmotors beizu tragen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, kann vor gesehen sein, dass die bewegte Masse durch wenigstens eine Dämpfungseinrich tung, umfassend wenigstens ein Dämpfungselement, insbesondere eine Fliehkraft pendelmasse oder wenigstens eine Teilmasse eines Zweimassenschwungrads be reitgestellt wird. Selbstverständlich kann hierbei jedwede bewegte Masse einer Dämpfungseinrichtung unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Dämp fungseinrichtung verwendet werden, die beispielsweise innerhalb des Wandlerge häuses bzw. des Gehäuses des Antriebsstrangs angeordnet ist. Zum Beispiel kön nen Massen von Torsionsdämpfungseinrichtungen, Fliehkraftpendeln, Zweimassen schwungrädern und dergleichen verwendet werden, um ein Zustarten des Verbren nungsmotors zu erleichtern oder zu bewirken.

Des Weiteren kann innerhalb des Wandlergehäuses bzw. des Gehäuses des An triebsstrangs eine als Lamellenkupplung ausgebildete Wandlerkupplung angeordnet sein. Die bewegte Masse kann daher durch die wenigstens ein Lamelle der Wandler kupplung innerhalb des Wandlergehäuses bereitgestellt werden. Dabei können in Abhängigkeit des Zustands der Wandlerkupplung, insbesondere abhängig davon, ob diese geöffnet oder geschlossen ist, diejenigen Lamellen des Innenlamellenträgers oder Außenlamellenträgers verwendet werden, die sich in Bewegung befinden und bei Schließen der Kupplungseinrichtung zur Ankopplung des Verbrennungsmotors an den Antriebsstrang entsprechend Energie auf den Verbrennungsmotor übertragen können, um diesen zu starten.

Dabei kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen sein, dass die Wandlerkupplung zum Starten des Verbrennungsmotors geschlossen wird. Dadurch kann zum einen erreicht werden, dass für das Zustarten des Verbren nungsmotors mehr bewegte Masse verfügbar ist, d.h. , dass die durch die geschlos sene Wandlerkupplung zusätzlich bewegten Komponenten des Antriebsstrangs mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt werden können, um diesen zu starten. Bei spielsweise ist gegenüber einem geöffneten Zustand der Wandlerkupplung zusätz lich der jeweils andere Außenlamellenträger oder Innenlamellenträger ebenfalls auf grund der geschlossenen Wandlerkupplung bewegt und kann somit ebenfalls Ener gie zum Starten des Verbrennungsmotors beitragen.

Des Weiteren können aufgrund der geschlossenen Wandlerkupplung, weitere Kom ponenten des Antriebsstrangs beim Starten des Verbrennungsmotors beitragen, ins besondere können aufgrund der mit der Wandlerkupplung zusätzlich gekoppelten Dämpfungseinrichtung Drehungleichförmigkeiten und dergleichen beim Starten des Verbrennungsmotors bekämpft werden.

Ersichtlich ist es möglich, in Kombination der einzelnen Komponenten des Antriebs strangs die letztlich von der elektrischen Maschine aufzubringende Energie zu redu zieren. Dabei ist es insbesondere ebenso denkbar, dass die bewegte Masse ausrei chend ist, um ein Zustarten des Verbrennungsmotors alleine zu bewirken, sodass letztlich von der elektrischen Maschine möglichst wenig, insbesondere gar keine, Energie mehr für das Zustarten des Verbrennungsmotors bereitgestellt werden muss. Vorteilhafterweise kann dadurch die elektrische Maschine effizienter dimensioniert werden, und somit über den Betrieb des Antriebsstrangs effizienter betrieben wer den. Das Zustarten des Verbrennungsmotors kann ferner mittels der elektrischen Maschi ne unterstützt werden. Wie zuvor beschrieben, ist es möglich, dass die einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs, die insbesondere innerhalb des Wandlergehäu ses angeordnet sind, zur Reduzierung der von der elektrischen Maschine aufzubrin genden Energie zum Zustarten des Verbrennungsmotors beitragen oder diese im Idealefall vollständig aufbringen. Dabei kann es, insbesondere in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Fahrzustands des Kraftfahrzeugs, notwendig sein, dass ein ge wisser Anteil an Energie mittels der elektrischen Maschine aufgebracht wird, sodass das Zustarten des Verbrennungsmotors mittels der elektrischen Maschine unterstützt werden kann.

In jedem Fall kann die Leistungsreserve, die die elektrische Maschine zum Zustarten des Verbrennungsmotors aufweisen muss, gegenüber bekannten Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs reduziert werden, da zusätzlich zum von der elektri schen Maschine bereitgestellten Beitrag an Energie die bewegte Masse von Teilen des Antriebsstrangs, insbesondere innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten Komponenten des Antriebsstrangs, zum Starten des Verbrennungsmotors beitragen.

Daneben betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, welcher Antriebsstrang wenigstens einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, einen Drehmomentwandler und eine Kupplungseinrichtung zur lösbaren Verbindung des Verbrennungsmotors mit dem Drehmomentwandler aufweist, wobei zum Starten des Verbrennungsmotors über die Kupplungseinrichtung eine Verbindung zwischen dem Drehmomentwandler und dem Verbrennungsmotor herstellbar ist, wobei der Antriebsstrang zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie zuvor be schrieben, ausgebildet ist. Die für das Zustarten des Verbrennungsmotors zu erzeu gende Bewegung wird dabei zumindest teilweise von der bewegten Masse einer Komponente des Drehmomentwandlers bereitgestellt.

Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Kupplungseinrichtung in einem Ölraum bzw. Ölnebelraum des Antriebsstrangs angeordnet ist. Somit kann das in dem Kühl raum bzw. Nassraum befindliche Öl auch für den Betrieb der Kupplungseinrichtung verwendet werden. Die Kupplungseinrichtung kann beispielsweise als einstufige oder als zweistufige Kupplungseinrichtung ausgebildet sein. Dabei kann die einstufige Kupplungseinrichtung als Reibkupplung ausgebildet sein oder die zweistufige Kupp lungseinrichtung kann insbesondere eine Teilkupplung aufweisen, die als Reibkupp lung ausgebildet ist und die zweistufige Kupplungseinrichtung kann eine weitere Teil kupplung aufweisen, die als Klauenkupplung ausgebildet ist.

Insbesondere kann dabei eine erste Stufe der Kupplungseinrichtung als kraftschlüs sige Kupplungseinrichtung, insbesondere als Reibkupplung, und eine zweite Stufe der Kupplungseinrichtung kann als formschlüssige Kupplungseinrichtung, insbeson dere als Klauenkupplung ausgebildet sein oder eine solche aufweisen. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass zum Schließen der Kupplungseinrichtung zunächst die Reibkupplung einen Reibschluss ausbildet, und anschließend zur Übertragung höhe rer Drehmomente die Klauenkupplung in Eingriff gebracht wird. Somit kann das Zu starten bzw. das Koppeln des Verbrennungsmotors an den Antriebsstrang verbessert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 einen Antriebsstrang nach einem ersten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 2 einen Antriebsstrang nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die beiden Fig. zeigen einen Antriebsstrang 1 , der beispielsweise in einem Kraftfahr zeug (nicht dargestellt) angeordnet ist. Fig. 1 zeigt eine allgemeinere Darstellung des Antriebsstrang 1 und Fig. 2 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel. Der Antriebs strang 1 weist einen Verbrennungsmotor 2, eine elektrische Maschine 3, einen eine bewegbare oder bewegte Masse umfassenden Drehmomentwandler 4 und wenigs tens eine Kupplungseinrichtung 5 zur lösbaren Verbindung des Verbrennungsmotors 2 mit dem Drehmomentwandler 4 auf.

Zum Starten des Verbrennungsmotors 2, kann der Verbrennungsmotor 2 über die ihm zugeordnete Kurbelwelle 6, die mit der Kupplungseinrichtung 5 verbunden ist, mit dem Drehmomentwandler 4 und der elektrischen Maschine 3 gekoppelt werden, um somit mit dem Antriebsstrang 1 verbunden zu werden. Dabei kann zum Zustarten des Verbrennungsmotors 2 die erforderliche Bewegung zumindest teilweise von der bewegten Masse wenigstens einer Komponente des Drehmomentwandlers 4 bereit gestellt werden. Das Bereitstellen der erforderlichen Energie bzw. das Aufbringen der erforderlichen Bewegung wird nachfolgend anhand von einzelnen Beispielen für Komponenten des Drehmomentwandlers 4 beschrieben.

Die einzelnen möglichen Komponenten des Antriebsstrangs 1 werden nachfolgend mit Bezug auf Fig. 2 erläautert. Der Drehmomentwandler 4 weist ein Gehäuse 7 auf, innerhalb welches Gehäuses 7 ein Arbeitsfluid, beispielsweise Öl, in einem Innen raum 8 aufgenommen ist. Durch die Bewegung des Drehmomentwandlers 4 bzw. des Antriebsstrangs 1 wird das in dem Innenraum 8 befindliche Arbeitsfluid ebenfalls in Bewegung versetzt. Wird die Kupplungseinrichtung 5 geschlossen, kann das sich in Bewegung befindende Arbeitsfluid ausgenutzt werden, um aufgrund der Trägheit des Arbeitsfluids bzw. der Masse des Arbeitsfluids Energie auf die Kurbelwelle 6 zu übertragen, sodass der Verbrennungsmotor 2 gestartet werden kann bzw. der Start vorgang unterstützt werden kann.

Des Weiteren kann wenigstens ein Abschnitt der Wandung des Gehäuses 7 des Drehmomentwandlers 4 und/oder eine Schaufel des Drehmomentwandlers 4 (nicht dargestellt) dazu verwendet werden, die für den Startvorgang benötigte Energie zu mindest teilweise bereitzustellen. Da sowohl die Schaufel des Drehmomentwandlers 4 als auch das Gehäuse 7 sich bei dem Betrieb des Antriebsstrangs 1 in Bewegung befinden, beispielsweise durch eine Kopplung eines bewegten Rotors 9 der elektri schen Maschine 3, welcher Rotor 9 gegenüber einem Stator 10 bewegt ist.

Der Antriebsstrang 1 weist ferner eine Dämpfungseinrichtung 11 auf, die zwei Dämp fungselemente 12, 13 umfasst. Durch die Bewegung des Drehmomentwandlers 4 werden die Dämpfungselemente 12, 13, beispielsweise Pendelmassen eines Flieh kraftpendels oder Teilmassen eines Zweimassenschwungrads, ebenfalls in Bewe gung versetzt, sodass beim Ankoppeln des Verbrennungsmotors 2, d.h. beim Schlie ßen der Kupplungseinrichtung 5, entsprechend Drehimpuls bzw. Bewegungsenergie auf die Kurbelwelle 6 übertragen werden kann, sodass die bewegte Masse als Schwungmasse für das Zustarten des Verbrennungsmotors 2 ausgenutzt werden kann.

Wie der einzigen Fig. ferner entnommen werden kann, weist der Drehmomentwand ler 4 eine Wandlerkupplung 14 auf, die als Lamellenkupplung ausgebildet ist, und sonach einen Innenlamellenträger 15 und einen Außenlamellenträger 16 aufweist. Im geöffneten Zustand der Wandlerkupplung 14, ist der Außenlamellenträger 16 mit der Dämpfungseinrichtung 11 und der Innenlamellenträger 15 mit dem Gehäuse 7 des Drehmomentwandlers 4 verbunden. Demzufolge kann, in Abhängigkeit des Öff nungszustands der Wandlerkupplung 14 der Anteil der bewegten Masse der Kompo nenten des Drehmomentwandlers 4 verändert werden, die zum Zustarten des Ver brennungsmotors 2 unterstützend beitragen können.

Insbesondere ist es dabei möglich, die Wandlerkupplung 14 zum Anfahren des Kraft fahrzeugs, insbesondere zum Dämpfen von Schwingungen des Verbrennungsmotors 2 zu nutzen. Dazu kann die Wandlerkupplung 14 geschlossen werden, sodass so wohl die Lamellen des Innenlamellenträger 15, als auch die Lamellen des Außenla mellenträgers 16, sowie die gesamte Dämpfungseinrichtung 11 als bewegte Masse zum Zustarten des Verbrennungsmotors 2 verwendet werden können. Des Weiteren bietet sich der Vorteil, dass bei Ankopplung der Dämpfungseinrichtung 11 eine Be dämpfung der durch das Zustarten des Verbrennungsmotors 2 erzeugten Schwin gungen vorgenommen werden kann. Insbesondere kann eine Dämpfung von Dre hungungleichförmigkeiten, die beim Zustarten des Verbrennungsmotors 2 bzw. wäh rend dessen Betrieb auftreten, durch die Dämpfungseinrichtung 11 gedämpft wer den.

Die zusätzliche Kupplungseinrichtung 5 wird vorliegend zum Zustarten, also zum „Anwerfen“ des Verbrennungsmotors 2 benötigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseinrichtung 5 als zweistufige Kupplungseinrichtung ausgebildet, die eine erste Stufe 17 und eine zweite Stufe 18 aufweist. Die erste Stufe 17 der Kupp lungseinrichtung 5 ist als Reibkupplung ausgebildet und die zweite Stufe 18 der Kupplungseinrichtung 5 ist als Klauenkupplung ausgebildet. Dadurch ist es möglich, zunächst einen Reibschluss zwischen den Komponenten der ersten Stufe 17 der Kupplungseinrichtung 5 herzustellen, indem, wie in diesem Fall gezeigt, die Kupp lungseinrichtung 5 hydraulisch durch sprechende Kanäle betätigt wird. Ist der Reib schluss in der ersten Stufe 17 der Kupplungsrichtung 5 hergestellt, kann anschlie ßend in der zweiten Stufe 18 der Kupplungseinrichtung 5 die Klauenkupplung in Ein griff gebracht werden, um insbesondere höhere Drehmomente nach dem Zustarten des Verbrennungsmotors 2 in den Antriebsstrang 1 übertragen zu können. Wie eben falls der Fig. entnommen werden kann, ist die Kupplungseinrichtung 5 in einem Nassraum 19, insbesondere einem Ölraum des Antriebsstrangs 1 angeordnet.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich ist eine anderweitige Anordnung der einzelnen Komponenten des Drehmomentwandlers 4 ebenso möglich. Beispielsweise kann die Dämpfungseinrich tung 11 ganz oder teilweise außerhalb eines Gehäuses 20 des Antriebsstrangs 1 angeordnet sein (Fig. 1 ), beispielsweise auf Seiten des Verbrennungsmotors 2 in Bezug auf ein Lagerschild 21. Die Komponenten bzw. deren Anordnung der beiden Ausführungsbeispiele können beliebig kombiniert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf dem Antriebsstrang 1 bzw. mit dem Antriebsstrang 1 ausgeführt werden.

Bezuqszeichen Antriebsstrang

Verbrennungsmotor

elektrische Maschine

Drehmomentwandler

Kupplungseinrichtung

Kurbelwelle

Gehäuse

Innenraum

Rotor

Stator

Dämpfungseinrichtung

, 13 Dämpfungselement

Wandlerkupplung

Innenlamellenträger

Außenlamellenträger

erste Stufe

zweite Stufe

Nassraum

Gehäuse

Lagerschild