CH626574A5 - - Google Patents

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CH626574A5
CH626574A5 CH1080577A CH1080577A CH626574A5 CH 626574 A5 CH626574 A5 CH 626574A5 CH 1080577 A CH1080577 A CH 1080577A CH 1080577 A CH1080577 A CH 1080577A CH 626574 A5 CH626574 A5 CH 626574A5
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CH
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flywheel
transmission
motor vehicle
power
vehicle according
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CH1080577A
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Faust Dipl Ing Hagin
Hans Dr Ing Hagen
Hans-Juergen Dipl Ing Drewitz
Erich Knirsch
Paul Merker
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Maschf Augsburg Nuernberg Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/088—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Antriebseinheit, die durch Hintereinanderanordnung von einer Antriebsmaschine, • einer ersten Kupplung und einem automatischen Getriebe gebildet ist, und mit einem als Energiespeicher wirkenden Schwungrad, das über eine zweite Kupplung an die Antriebseinheit kuppelbar ist.
Eine solche Vorrichtung ist z.B. aus der DE-OS 18 12 480 bekannt geworden. Der Zweck solcher Vorrichtungen besteht darin, bei Fahrzeugen, die im sogenannten «Stop- and Go»-Betrieb eingesetzt werden, d.h. also insbesondere bei Linienbussen im innerstädtischen Verkehr die Bremsleistung der Fahrzeuge ausnutzen, indem man ein Schwungrad auflädt, um dann für die Beschleunigung diese gespeicherte Bremsenergie zusätzlich zur Leistung der Antriebsmaschine zur Verfügung zu haben. Ein Problem bei dieser Art von Hybridantrieb besteht darin, dass das Schwungrad bei fallender Drehzahl Energie abgeben muss, die zur Erhöhung der Drehzahl eines Antriebsstrangs verwendet werden soll und umgekehrt bei abfallender Drehzahl des Antriebsstrangs d. h. also beim Bremsvorgang des Fahrzeugs von dort Energie aufnehmen muss, um damit die eigene Drehzahl zu erhöhen. Bei bisher bekannten Anordnungen wurde aufgrund dieser Tatsache häufig eine Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische oder auch hydraulische Energie für notwendig gehalten, was die ganze Antriebsanordnung sehr verkomplizierte oder es war notwendig, komplizierte Getriebe zwischen das Schwungrad und den Antriebsblock zu schalten, die die Gesamtbaulänge des Antriebsblockes erheblich vergrösserten und zuviel Platz benötigten. Ein weiterer Nachteil bisher bekannter Anordnungen bestand darin, dass sie sehr grosses zusätzliches Baugewicht aufwiesen, was die Nutzlast der damit ausgerüsteten Fahrzeuge stark einschränkte und ausserdem die durch den Schwungradbetrieb einsparbare Energie weitgehend wieder verbrauchte. Deshalb konnte sich der Hybridantrieb mit Schwungrad bisher nicht durchsetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein gattungsgemässes Fahrzeug so auszubilden, dass durch das Schwungrad und den Anschluss desselben nur geringer zusätzlicher Bauraum im Fahrzeug benötigt wird, insbesondere aber die Länge des aus Antriebsmaschine, Kupplung und Getriebe bestehenden Antriebsblockes nicht vergrössert wird, da aufgrund der Einbauverhältnisse in bekannten Kraftfahrzeugen die zur Verfügung stehende Baulänge ohnehin vollständig ausgenutzt ist. Darüber hinaus soll das Baugewicht bezogen auf herkömmliche Fahrzeuge mit nur einer Antriebsmaschine nur unwesentlich höher liegen. Eine weitere wesentliche Aufgabe besteht darin, ein gattungsgemässes Fahrzeug so auszubilden, dass es weitestgehend mit einem herkömmlichen Fahrzeug ohne Schwungradspeicher übereinstimmt, d . h. also nur sehr wenige Änderungen im Vergleich zu herkömmlichen Serienfahrzeugen aufweist. Nur durch die Lösung dieser Aufgaben kann erreicht werden, dass die Herstellkosten für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb in einem Rahmen bleiben, der die Energieeinsparung aufgrund des Schwungradbetriebes nicht durch Baukosten wieder zunichte macht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass das automatische Getriebe ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem mechanischen Leistungszweig und einem hydraulischen Leistungszweig ist und das Schwungrad an die Antriebseinheit über ein seitlich am Leistungsverzweigungsgetriebe angeordnetes Nebengetriebe angeschlossen ist, wobei die Welle des Nebengetriebes mit einem rotierenden Element des Leistungsverzweigungsgetriebes gekoppelt ist, und auf das Element aus dem hydraulischen Zweig in den mechanischen Zweig einfliessende Leistung übertragbar ist.
Der Hauptvorteil dieser erfindungsgemässen Anordnung
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besteht darin, dass sich durch den Anschluss des Schwungrades an ein Nebengetriebe des Leistungsverzweigungsgetriebes keine Baulängenvergrösserung des Antriebsblockes gegenüber bekannten Anordnungen ohne Schwungrad ergibt. Ausserdem wird der bauliche Aufwand und das Gewicht der Anschlusseinrichtungen sehr niedrig gehalten. Durch die Verwendung eines als Leistungsverzweigungsgetriebe ausgebildeten Automatikgetriebes mit einem hydraulischen und einem mechanischen Leistungszweig ergibt sich die Möglichkeit, durch entsprechende Steuerung der im hydraulischen Leistungszweig übertragenen Leistung das eingangs geschilderte Problem der Leistungsein- und -ausspeicherung in das Schwungrad ohne eigene Energieumwandlung etwa in Elek-tromaschinen zu lösen. Für extreme Randbedingungen, wie z. B. dem Hochfahren des Schwungrades aus dem Stillstand bei stillstehendem Fahrzeug dienen einmal die vorzugsweise mechanische Kupplung zwischen dem Schwungrad und dem Leistungsverzweigungsgetriebe, zum andern die vorzugsweise mechanische Kupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem Leistungsverzweigungsgetriebe. Es hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemässe Komponentenanordnung sämtliche Betriebsfälle, die bei einem innerstädtischen Linienbus zu bewältigen sind, schaltungstechnisch bewältig werden können.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Ausbildung vorgeschlagen wie sie im Anspruch 2 umschrieben ist.
Bei Verwendung eines verhältnismässig kleinen Schwungrades, das etwa so ausgelegt ist, dass es zwischen seinen zulässigen Drehzahlgrenzen die Energie einer Vollbremsung des Fahrzeugs aus seiner normalen Fahrgeschwindigkeit bei mittlerer Beladung aufnehmen kann, ist es möglich, das Kraftfahrzeug als übliches Serienkraftfahrzeug auszubilden, bei dem lediglich ein vergleichsweise schwacher Motor zur Anwendung gelangt. Das gleiche gilt, was den Raumbedarf dieses Schwungrades anlangt, indem nämlich ein Schwungrad der oben näher bezeichneten Grösse bezogen auf das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die installierte Antriebsmaschinenleistung gerade noch unterzubringen ist, ohne dass das Gesamtkonzept des Fahrzeugs verändert werden müsste.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, eine automatische Regelvorrichtung vorzusehen, die eine Ankupplung des Schwungrades während der Beschleunigungsphase des Fahrzeugs im Bereich oberhalb des 0,65fachen der maximalen Antriebsmaschinendrehzahl bewirkt. Dadurch wird erreicht, dass der nutzbare Energieinhalt des Schwungrades kleiner sein darf als für eine Beschleunigung des Fahrzeugs aus dem Stand bis zur Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs notwendig ist, da die Antriebsmaschinenleistung mit zur Beschleunigung des Fahrzeugs verwendet wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Welle des Nebengetriebes mit der Fahrzeuglängsache einen Winkel einschliesst, der zwischen 50 bis 70° beträgt. Diese Anordnung des Schwungrades erweist sich insofern als besonders vorteilhaft, als dadurch einerseits vergleichsweise kleine und billige Bauteile (insbesondere Zahnräder) zur Leistungsübertragung zwischen dem Automatikgetriebe und dem Schwungrad verwendet werden können und andererseits das Schwungrad mit der an ihm angekoppelten Kupplung und dem zugehörigen Untersetzungsgetriebe dennoch an eine Stelle im Fahrzeug gelegt werden kann, die von der unmittelbaren Umgebung der Antriebsmaschine und des Automatikgetriebes etwas entfernt liegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Schwungrad und dem Nebengetriebe eine Verbindungseinrichtung mit einer Doppel-bogen-Zahnkupplung vorgesehen ist. Auch diese Ausgestaltung der erfindungsgemässen Anordnung dient der Einsparung bzw. Ausnutzung von vorhandenem Bauraum, indem durch die Verwendung der Doppelbogenzahnkupplung der Abstand zwischen dem Schwungrad, das im Fahrzeug fest montiert ist und dem Automatikgetriebe, das im Fahrzeug nachgiebig montiert ist, voll ausgenutzt werden kann um möglichst geringe Kardanwinkel für die Verbindungswelle zu erhalten, was dann nicht der Fall wäre, wenn man anstelle der Doppelbogenzahnkupplung etwa in konventioneller Weise zwei Kardangelenkköpfe verwenden würde, die dann den effektiven Abstand zwischen den Kardangelenken noch um die doppelte Länge eines Kardangelenkkopfes verkürzen würde und damit die Kardanwinkel entsprechend erhöhen.
Schliesslich soll bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Verbindungseinrichtung zwischen Schwungrad und Nebengetriebe drehmomentübertragende Metallgummielemente einschliessen.
Bei einer bevorzugten Ausführung soll die Welle des Nebengetriebes mit der Horizontalen einen Winkel einschliessen, der zwischen 5 bis 20° beträgt, was wiederum der Raumausnutzung, insbesondere im Heckbereich eines mit einem Hecktriebwerk versehenen Omnibusses dient.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform soll zwischen der Antriebsmaschine und dem Leistungsverzweigungsgetriebe ein Freilauf eingeschaltet sein, der eine höhere Drehzahl der Eingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes erlaubt als die der Antriebsmaschine. Dadurch lässt sich der Aufwand der Regelung stark vermindern, da eine Drehzahlabtastung an der Antriebsmaschinenwelle und ein Vergleich mit der Drehzahl der Getriebeeingangswelle unterbleiben kann.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
In der Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Anordnung des Antriebs eines erfindungsgemässen Fahrzeugs im Schema,
Fig. 2 ein Regelschema der Antriebsanordnung gemäss Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Antriebsblock für ein Kraftfahrzeug mit einer Triebachse 8 dargestellt, der durch Hintereinanderanordnung einer Antriebsmaschine 1, einer Rutschkupplung 7 und eines Leistungsverzweigungsgetriebes 2 gebildet ist. Zwischen Antriebsmaschine 1 und Getriebe 2 kann ein Freilauf 17 geschaltet sein. Das Leistungsverzweigungsgetriebe 2 weist einen hydraulischen Zweig 12 und einen mechanischen Zweig 13 auf. Die Leistungsübertragung durch den hydraulischen Zweig 12 ist mittels eines Hebels 11 steuerbar. Ein Schwungrad 5 ist über eine zweite Rutschkupplung 6 und ein Untersetzungsgetriebe sowie über eine Verbindungseinrichtung 4 an einen seitlich am Leistungsverzweigungsgetriebe 2 angeordneten Nebenabtrieb 3 mit einer Welle 14 angeschlossen. Der Anschluss der Verbindungseinrichtung 4 über den Nebenabtrieb 3 an das Leistungsverzweigungsgetriebe 2 erfolgt über Zahnräder 31 und 19. Das Zahnrad 19 kämmt ausserdem mit dem Zahnrad 18 des hydraulischen Zweiges 12 des Getriebes. Über die Kupplung 6 ist das Schwungrad 5 jederzeit von dem Getriebe 2 abtrennbar. In gleicher Weise ist die Antriebsmaschine 1 durch die Kupplung 7 vom Getriebe 2 abtrennbar. Die Steuerung der Antriebsanordnung gemäss Fig. 1 erfolgt mittels eines Regelschemas gemäss Fig. 2, dessen Zentralstück ein Regler 10 ist. Zu diesem Regler 10 führen Wirkverbindungen von einem Fahrpedal 20, einem Bremspedal 21, einer Handbremse 22 und einem Geschwindigkeitsbereichsvorwahlhebel 23, sowie von einem zusätzlichen üblicherweise vom Fahrer des Fahrzeugs zu betätigenden Schalthebel für die Schwungradregelung und die Motorbremsschaltung 24. Weiterhin führen
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Wirkverbindungen zum Regler 10 von Drehzahlabtastgeräten am Ausgang der Antriebsmaschine 1, am Eingang und Ausgang des Leistungsverzweigungsgetriebes 2 und am Schwungrad 5 (in Fig. 2 als strichlierte Linien eingezeichnet). Schaltverbindungen führen vom Regler 10 zur Kupplung 7 zwischen Antriebsmaschine 1 und Getriebe 2, zur Kupplung 6 am Schwungrad 5, zum Hebel 11, zur üblichen Fahxzeug-bremse, sowie zum Regler 10 der Antriebsmaschine 1.
Nachstehend wird die Funktion des Regelschemas erläutert, wobei auf einen Dieselmotor als Antriebsmaschine Bezug genommen wird.
Anlassen
Das Fahrzeug steht mit angezogener Handbremse. Das Schwungrad steht. Vorwahlhebel 23 auf Stellung «neutral». Die Schwungrad-Regelung ist nicht eingeschaltet, die Kupplung 6 ist offen. Der Motor 1 wird in herkömmlicher Weise vom Fahrer gestartet.
Aufladen des Schwungrades während Stillstand des Fahrzeugs Nach dem Anlassen des Motors wird die Schwungradregelung eingeschaltet. In einer Position «Null» des Fahrpedals 20 ist die Kupplung 6 offen, der Vorwahlhebel 23 bleibt auf Stellung «Neutral». Durch Treten des Fahrpedals wird die Kupplung 6 geschlossen, die Kupplung 7 geöffnet und die Drehzahl des Motors bis zu einer Solldrehzahl erhöht, bei der die Kupplung 7, nach dem Schliessen der Kupplung 6 von einem Drehzahlsignal gesteuert (z. B. Fliehkraftregler), schleifend geschlossen wird. Danach wird das Schwungrad zusammen mit dem Motor auf seine Höchstdrehzahl gebracht und dann durch Loslassen des Fahrpedals abgekuppelt (Kupplung 6 auf).
Beschleunigung Der Vorwahlhebel 23 wird in die Stellung «Vorwärts» gebracht. Zum Beschleunigen des Fahrzeuges wird zunächst nur der Dieselmotor verwendet. Dabei ist der Motor eingekuppelt (Kupplung 7 ist eingerückt), die Kupplung 6 ist offen. Beim Betätigen des Fahrpedals 20 erhöht sich die Motordrehzahl entsprechend der Getriebecharakteristik bis auf ca. 50% der Motorhöchstdrehzahl und steigt nach Erreichen der Vollastlinie auf dieser weiter bis zur Höchstdrehzahl.
Beim Erreichen der Synchrondrehzahl der Welle 14 (das ist die Drehzahl bei der das Hohlrad im Getriebe 6 stillsteht) wird die Kupplung 6 geschlossen und damit das Schwungrad 5 angekuppelt. Von da ab trägt das Schwungrad unter Abfall seiner Drehzahl mit zur Beschleunigung des Fahrzeugs bei. Am Ende der Beschleunigungsphase hat das Schwungrad seine Minimaldrehzahl erreicht. Es wird automatisch abgekuppelt und der Leistungsbedarf allein vom Motor gedeckt. Wenn die erwähnte Synchrondrehzahl unterhalb der Minimaldrehzahl des Schwungrades liegt, wird das Schwungrad gar nicht angekuppelt.
Das Fahrpedal 20 hat zwei Stufen.
Fahrpedalstufe 1 In der ersten Stufe wird der Motor auf die oben erwähnte erhöhte Konstantdrehzahl gebracht (ca. 50% von nmax). Das Fahrpedal wirkt in dieser Stufe nur auf die Einspritzpumpe EP. Am Ende der 1. Stufe des Fahrpedals ist die Einspritzpumpe auf maximale Fördermenge eingestellt. Der Motor hat die, dieser Drehzahl entsprechende Maximalleistung.
Fahrpedalstufe 2 Ab Beginn der zweiten Stufe des Fahrpedalbereiches wird durch Übersetzungsregelung im Leistungsverzweigungsgetriebe die Drehzahl des Motors erhöht. Wird die o. g. Synchrondrehzahl der Welle 14 erreicht, so wird das Schwungrad angekuppelt und es bleibt der Motor je nach Leistungsbedarf zugeschaltet oder wird abgeschaltet, wobei das Zu- und Abschalten von einer Regeleinheit gesteuert wird, die nach dem Prinzip konstanter kinetischer Gesamtenergie aus Fahrzeug und dem Schwungrad arbeitet. Dieses Prinzip beruht darauf, dass wegen auftretender Verluste die vom Schwungrad abgegebene Leistung immer grösser ist als die vom Fahrzeug aufgenommene. Die Differenz wird vom Motor zugeliefert.
Bei Entladung des Schwungrades mit angekuppeltem Motor, also bei Drehzahlverminderung vermindert sich dementsprechend seine Drehzahl, wobei er weiterhin auf seiner Vollast- bzw. Optimallinie läuft.
Ist die Schwungraddrehzahl auf ihren Minimalwert abgesunken, dann wird das Schwungrad automatisch ab- und der Motor angekuppelt (Kupplung 6 auf, K, zu).
Konstantfahrt
Wenn nach Beendigung der Beschleunigungsphase die Drehzahl des Schwungrades auf das zulässige Minimum abgesunken ist, wird das Schwungrad automatisch entkuppelt (Kupplung 6 auf) und der Motor angekuppelt (Kupplung 7 zu), wie schon erwähnt. Bei Konstantfahrt wird die erforderliche Leistung allein vom Motor aufgebracht. Ist die Drehzahl des Schwungrades noch nicht auf den Minimalwert abgesunken, wird das Schwungrad bei Konstantfahrt bis zu dieser Minimaldrehzahl entladen.
Eine Nachladung des Schwungrades während der Konstantfahrt ist durch ein Schalt-Signal möglich, das die Schliessung der Schwungradkupplung 6 bewirkt und den Motor auf die Vollastlinie bringt. Bei Erreichen der Maximaldrehzahl wird das Schwungrad automatisch entkuppelt (Kupplung 6 auf). Diese Art der Nachladung, auch wenn selten notwendig, ist auch beim langsamen Beschleunigen möglich.
Bremsen
Das Bremspedal 21 hat wie das Fahrpedal zwei Funktionsbereiche:
Bereich 1
Bei Betätigung des Bremspedals 21 wird der Motor 1 vom Leistungsverzweigungsgetriebe abgekuppelt (Kupplung 7 auf) und auf Leerlaufdrehzahl gebracht. Das Leistungsverzweigungsgetriebe erhält vom Bremspedal im Bereich 1 ein Steuersignal, das die Getriebeeingangsdrehzahl durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe erhöht bei momentan noch etwa gleicher Abtriebsdrehzahl. Wenn die Eingangswelle des Getriebes die Synchrondrehzahl für die Schwungradankupplung erreicht hat, wird das Schwungrad angekuppelt (Kupplung 6 zu). Das Bremsmoment ist von der Stellung des Bremspedals abhängig, da das Übersetzungsverhältnis durch einen vom Bremspedal erzeugten Steueröldruck verändert wird. Die Drehzahl des Schwungrades erhöht sich, das Schwungrad wird aufgeladen, das Fahrzeug abgebremst. Hat das Schwungrad seine maximale Drehzahl vor Stillstand des Fahrzeugs erreicht, wird es abgekuppelt. Dann tritt eine Motorbremse in Tätigkeit, d. h. der Motor wird wieder angekuppelt (K7 zu) die Einspritzpumpe abgestellt, das Bremspedal bleibt als Steuerglied des Bremsmomentes an den Rädern wirksam, da durch die Übersetzungsänderung am Getriebe die Motordrehzahl erhöht bzw. erniedrigt wird.
Das geringe Bremsmoment der Motorbremse kann durch automatisches Zuschalten der Betriebsbremse kompensiert werden.
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Bereich 2
In diesem Bereich ist die Betriebsbremse des Fahrzeuges zusätzlich zum Schwungrad oder zur Motorbremse wirksam. Die Aufteilung in zwei Bremsbereiche kann entfallen, wenn, wie oben erwähnt, die Zuschaltung der Betriebsbremse automatisch erfolgt, so dass proportional zum Bremspedalweg das Bremsmoment durch automatische Kombination der in Frage kommenden Bremsfunktionen, nämlich Schwungrad oder Motorbremse oder Betriebsbremse, erzeugt wird.
Nachladung durch den Motor während der Bremsung Falls während der Bremsung die Bremsenergie nicht ausreicht um das Schwungrad voll aufzuladen, schaltet die oben erwähnte Regeleinheit, die nach dem Prinzip konstanter kinetischer Gesamtenergie aus Fahrzeug und Schwungrad arbeitet den Motor zu, so dass dieser das Schwungrad zusätzlich antreibt.
Stillstand an einer Haltestelle Das Schwungrad wird ab- (Kupplung 6 auf), der Motor angekuppelt (Kupplung 7 zu). Falls das Schwungrad nachgeladen werden soll, kann dies auf folgende Weise geschehen: 5 Die Handbremse 22 wird angezogen, der Getriebevorwahlhebel 23 auf Stellung «neutral» gebracht und das Fahrpedal 20 betätigt. Im Bereich 2 des Fahrpedals wird das Schwungrad 5 nachgeladen, wie oben beschrieben.
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Schwungradbremsung Zur Stillsetzung von Fahrzeug und Schwungrad wird das Schwungrad in Neutralstellung des Getriebes mit dem Motor bis zum Stillstand abgebremst durch Zusammenkuppeln 15 des Schwungsrades mit dem Motor (Kupplungen 6 und 7 zu) bei abgestellter Einspritzpumpe und geschlossener Auspuffklappe,
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2 Blätter Zeichnungen

Claims (9)

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1. Kraftfahrzeug mit einer in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Antriebseinheit, die durch Hintereinanderanordnung von einer Antriebsmaschine (1), einer ersten Kupplung (7) und einem automatischen Getriebe (2) gebildet ist, und mit einem als Energiespeicher wirkenden Schwungrad (5), das über eine zweite Kupplung (6) an die Antriebseinheit kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Getriebe (2) ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem mechanischen Leistungszweig (13) und einem hydraulischen Leistungszweig (12) ist und das Schwungrad (5) an die Antriebseinheit über ein seitlich am Leistungsverzweigungsgetriebe (2) angeordnetes Nebengetriebe (3) angeschlossen ist, wobei die Welle (14) des Nebengetriebes (3) mit einem rotierenden Element (19) des LeistungsVerzweigungsgetriebes (2) gekoppelt ist, und auf das Element (19) aus dem hydraulischen Zweig (12) in den mechanischen Zweig (13) einfliessen-de Leistung übertragbar ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherkapazität des Schwungrads (5) zur Antriebsleistung der Antriebsmaschine (1) durch die Beziehung 0sws2 (KWH) = 5,5 . 10~3NA (KW) und die Energiespeicherkapazität des Schwungrads (5) zum Fahrzeuggesamtgewicht G durch die Beziehung ^ 0sws2 (KWH) = 3,4. 10_2G (t) bestimmt sind, wobei
©s = Trägheitsmoment des Schwungrades in Kg m2 ws = Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades in 1/s Na = Antriebsleistung der Antriebsmaschine in KW
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PATENTANSPRÜCHE
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Regelvorrichtung (10) vorgesehen ist, die eine Ankupplung des Schwungrades (5) während der Beschleunigungsphase des Fahrzeugs im Bereich oberhalb des 0,65fachen der maximalen Drehzahl der Antriebsmaschine bewirkt.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) des Nebengetriebes (3) mit der Fahrzeuglängsache (9) einen Winkel einschliesst, der zwischen 50° bis 70° beträgt.
5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schwungrad (5) und dem Nebengetriebe (3) eine Verbindungseinrichtung (4) mit einer Doppelbogen-Zahnkupplung vorgesehen ist.
6. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (4) drehmomentübertragende Metall-Gummiele-mente einschliesst.
7. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) des Nebengetriebes (3) mit der Horizontalen einen Winkel einschliesst, der zwischen 5° bis 20° beträgt.
8. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebsmaschine (1) und dem Leistungsverzweigungsgetriebe (2) ein Freilauf (17) eingeschaltet ist, der eine höhere Drehzahl der Eingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes erlaubt als die der Antriebsmaschine.
9. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebengetriebe (3) ein Zahnrad (31) umfasst, welches sich mit einem Zahnrad (19) eines Verbindungszahnradpaares (18, 19) zwischen dem mechanischen (12) und dem hydrostatischen Zweig (13) des Leistungsverzweigungsgetriebes im Eingriff befindet.
CH1080577A 1976-09-17 1977-09-05 CH626574A5 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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