DE102008013438A1 - Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregrat-Antriebssystem und Verfahren zum Steuern der Drehzahl eines angetriebenen Nebenaggregats - Google Patents

Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregrat-Antriebssystem und Verfahren zum Steuern der Drehzahl eines angetriebenen Nebenaggregats Download PDF

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Abstract

Ein drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem ist vorgesehen, das den Drehzahlbereich begrenzt, in dem ein maschinenbetriebenes Nebenaggregat arbeitet, während es den Betriebsdrehzahlbereich der Maschine aufrechterhält. Ein Drehmoment-Übertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um die Maschine und das Nebenaggregat funktionell zu verbinden. Ein Steuergerät ist ausgebildet, um den Drehmoment-Übertragungsmechanismus nur dann ein einem eingerückten Zustand zu halten, wenn die überwachte Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt, und um einen Antriebsmotor derart zu steuern, dass er das angetriebene Nebenaggregat antreibt, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt. Auch ein Verfahren zum Steuern der Drehzahl zumindest eines angetriebenen Nebenaggregats, das unter Verwendung des drehzahlbegrenzenden Nebenaggregat-Antriebssystems ausgeführt werden kann, ist vorgesehen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugnebenaggregat-Antriebssystem mit einem Drehmoment-Übertragungsmechanismus, um eine Maschine selektiv mit einem Nebenaggregat zu verbinden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Steuern der Drehzahl eines angetriebenen Nebenaggregats.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Fahrzeugnebenaggregate wie z. B. Klimaanlagen, Servolenksysteme und Wasserpumpen werden typischerweise direkt durch die Maschinenkurbelwelle über z. B. ein Riemen- und Riemenscheibensystem angetrieben. Daher müssen die Nebenaggregate in der Lage sein, im gesamten Drehzahlbereich der Maschine zu arbeiten, da die Betriebsdrehzahlen der Nebenaggregate in einem herkömmlichen Antriebssystem direkt proportional zu der Drehzahl der Maschine sind. Die Nebenaggregate sind daher typischerweise derart konstruiert, dass sie eine volle Leistung liefern, wenn die Maschine an dem unteren Ende des Maschinendrehzahlbereiches arbeitet, da die Nebenaggregate derart konstruiert sein müssen, dass sie eine ausreichende Leistung bei niedrigen Drehzahlen wie z. B. während eines Maschinenleerlaufes erbringen wie auch in der Lage sind, bei hohen Drehzahlen während eines Maschinenbetriebes bei maximaler Drehzahl zu laufen. Bei höheren Maschinendrehzahlen wird überschüssige Energie, die verloren gehen kann, an die Nebenaggregate übertragen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem ist vorgesehen, das den Drehzahlbereich begrenzt, in dem ein oder mehrere maschinenbetriebenes Nebenaggregate arbeitet/n, während es/sie den Betriebsdrehzahlbereich der Maschine aufrechterhält/halten. Ein drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem umfasst eine Maschine und eine Batterie wie auch einen Antriebsmotor, der mit der Batterie funktionell verbunden ist. Zumindest ein angetriebenes Nebenaggregat ist funktionell mit dem Antriebsmotor verbunden. Ein Drehmoment-Übertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um die Maschine mit dem Nebenaggregat funktionell zu verbinden. Ein Maschinendrehzahlsensor dient dazu, die Drehzahl der Maschine zu überwachen. Ein Steuergerät ist funktionell mit dem Drehmoment-Übertragungsmechanismus, mit dem Maschinendrehzahlsensor und mit dem Antriebsmotor verbunden. Das Steuergerät ist ausgebildet, um den Drehmoment-Übertragungsmechanismus nur dann in einem eingerückten Zustand zu halten, wenn die überwachte Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt, und um den Antriebsmotor derart zu steuern, dass er das angetriebene Nebenaggregat antreibt, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt. Vorzugsweise wird der vorbestimmte Drehzahlbereich, in dem das Steuergerät den Drehmoment-Übertragungsmechanismus in einem eingerückten Zustand hält, auf der Basis des optimalen Drehzahlbereiches des angetriebenen Nebenaggregats berechnet. Wenn das Steuergerät den Drehmoment-Übertragungsmechanismus ausrückt, kann das Steuergerät den Antriebsmotor steuern, um ein derartiges Drehmoment zu liefern, dass das Nebenaggregat von dem Motor mit einer Drehzahl innerhalb eines optimalen Drehzahlbereiches für das Nebenaggregat angetrieben wird. Vorzugsweise ist das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem Teil eines Antriebsstrangs, der die Maschine und ein elektromechanisches Getriebe umfasst.
  • Das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem kann mehrere angetriebene Nebenaggregate antreiben, wobei in diesem Fall ein selektives Einrücken des Drehmoment-Übertragungsmechanismus die Maschine und die mehreren Nebenaggregate möglicherweise bei verschiedenen relativen Drehzahlen funktionell verbindet. Dies kann durch eine Riemen- und Riemenscheiben-Drehmomentübertragungsanordnung bewerkstelligt werden, bei der Riemenscheiben verschiedener Größe funktionell mit den verschiedenen Nebenaggregaten verbunden sind. Alternativ kann eine Ketten- und Kettenritzel-Drehmomentübertragungsanordnung verwendet werden.
  • Vorzugsweise ist der Drehmoment-Übertragungsmechanismus für einen Betrieb sowohl als eine voreilende Kupplung oder Freilaufkupplung (overrunning clutch) als auch als eine nacheilende Kupplung (underrunning clutch) ausgebildet. Wenn daher das Maschinenausgangselement (z. B. eine Maschinenkurbelwelle) mit einer Drehzahl unterhalb des vorbestimmten Drehzahlbereiches läuft, läuft der Drehmoment-Übertragungsmechanismus schneller, d. h., der Abschnitt des Drehmoment-Übertragungsmechanismus, der mit dem angetriebenen Nebenaggregat funktionell verbunden ist, dreht sich schneller als der Abschnitt des Drehmoment-Übertragungsmechanismus, der mit der Maschine funktionell verbunden ist. Vorzugsweise kann der Drehmoment-Übertragungsmechanismus auch als eine Langsamlaufkupplung dienen, wenn die Maschine mit einer Drehzahl oberhalb des vorbestimmten Drehzahlbereiches läuft. In diesem Fall dreht sich der Abschnitt der Kupplung, der mit der Ma schine verbunden ist, schneller als der Abschnitt der Kupplung, der mit den angetriebenen Nebenaggregaten funktionell verbunden ist.
  • Ein Verfahren zum Steuern der Drehzahl zumindest eines angetriebenen Nebenaggregats, das unter Verwendung des drehzahlbegrenzenden Nebenaggregat-Antriebssystems ausgeführt werden kann, umfasst, dass ein Antriebsmotor, der geeignet ist, um das angetriebene Nebenaggregat anzutreiben, wie auch ein Drehmoment-Übertragungsmechanismus vorgesehen werden, der selektiv einrückbar ist, um die Maschine funktionell mit dem angetriebenen Nebenaggregat zu verbinden. Das Verfahren umfasst ferner, dass überwacht wird, ob sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in einem eingerückten Zustand oder einem ausgerückten Zustand befindet. Das Verfahren umfasst, dass die Drehzahl der Maschine überwacht wird und die überwachte Maschinendrehzahl mit einem vorbestimmten Bereich von Drehzahlen verglichen wird. Schließlich umfasst das Verfahren, dass der Antriebsmotor wie auch das Einrücken des Drehmoment-Übertragungsmechanismus derart gesteuert werden, dass das angetriebene Nebenaggregat von der Maschine angetrieben wird, wenn die überwachte Drehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, und von dem Antriebsmotor angetrieben wird, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.
  • Der vorbestimmte Bereich von Drehzahlen kann von einer vorbestimmten minimalen Drehzahl zu einer vorbestimmten maximalen Drehzahl einschließlich sowohl der vorbestimmten minimalen als auch der vorbestimmten maximalen Drehzahl reichen. Vorzugsweise werden die vorbestimmte minimale Drehzahl und die vorbestimmte maximale Drehzahl auf der Basis eines optimalen Drehzahlbereiches für den Betrieb des angetriebenen Nebenaggregats berechnet. In diesem Fall wird jede Drehzahlübersetzung oder Drehzahluntersetzung in der Drehmoment-Übertragungs anordnung (z. B. dem Riemen- und Riemenscheiben- oder Ketten- und Kettenritzelsystem) zwischen der Maschine und dem angetriebenen Nebenaggregat berücksichtigt, um die minimale und die maximale Drehzahl zu ermitteln.
  • Es gibt vier verschiedene mögliche Modi, die unter den Überwachungsschritten ermittelt werden. In einem ersten Modus ist die überwachte Maschinendrehzahl nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl und der Drehmoment-Übertragungsmechanismus befindet sich in dem eingerückten Zustand. In diesem ersten Modus wird der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in dem eingerückten Zustand gehalten, sodass das angetriebene Nebenaggregat von der Maschine angetrieben wird.
  • In einem zweiten Modus ist die überwachte Maschinendrehzahl nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl und der Drehmoment-Übertragungsmechanismus befindet sich in dem ausgerückten Zustand. In diesem zweiten Modus umfasst der Steuerungsschritt, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus eingerückt wird, sodass das angetriebene Nebenaggregat von der Maschine angetrieben wird.
  • In einem dritten Modus ist die überwachte Maschinendrehzahl nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl oder ist größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl und der Drehmoment-Übertragungsmechanismus befindet sich in dem eingerückten Zustand. In diesem dritten Modus umfasst der Steuerungsschritt, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus ausgerückt wird und der Motor derart gesteuert wird, dass das angetriebene Nebenaggregat von dem Motor mit einer Drehzahl ange trieben wird, die nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist.
  • Schließlich ist in einem vierten Modus die überwachte Maschinendrehzahl kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl oder größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl und der Drehmoment-Übertragungsmechanismus befindet sich in dem ausgerückten Zustand. In diesem vierten Modus wird der ausgerückte Zustand des Drehmoment-Übertragungsmechanismus aufrechterhalten und der Motor wird derart gesteuert, dass das angetriebene Nebenaggregat von dem Motor mit einer Drehzahl angetrieben wird, die nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist.
  • Demzufolge begrenzen das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem und das Steuerverfahren, die hierin beschrieben sind, die minimale und maximale Antriebsdrehzahl des Nebenaggregats, ohne den Betriebsdrehzahlbereich der Maschine zu begrenzen. Daher können die Konstruktion und Größe des Nebenaggregats auf dem kleineren Betriebsdrehzahlbereich (dem Bereich zwischen und einschließlich der vorbestimmten minimalen und maximalen Drehzahl) beruhen und nicht auf dem Betriebsdrehzahlbereich der Maschine, der wahrscheinlich ein viel weiterer Bereich ist.
  • Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind einfach aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines Fahrzeugs mit einem drehzahlbegrenzenden Nebenaggregat-Antriebssystem innerhalb des Umfangs der Erfindung; und
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern der Drehzahl zumindest eines angetriebenen Nebenaggregats veranschaulicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in denen gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Komponenten beziehen, ist in 1 ein Fahrzeug 10 schematisch gezeigt. Das Fahrzeug 10 weist einen Antriebsstrang 12 auf, um die Räder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 10 anzutreiben. Der Antriebsstrang 12 umfasst eine Maschine 14, die mit einem Getriebeeingangselement 16 eines Getriebes 18 funktionell verbunden ist. Das Getriebe 18 liefert Leistung bei verschiedenen Drehzahlverhältnissen an das Ausgangselement 19. In dieser Ausführungsform ist das Getriebe 18 ein elektromechanisches Hybridgetriebe mit einem ersten bzw. einem zweiten Motor/Generator 20, 22, die entweder als Motoren oder als Generatoren fungieren können. Der erste Motor/Generator 20 befindet sich in einer Eingangs-Aufteilungsanordnung mit der Maschine 14, da beide mit verschiedenen Elementen der ersten Getriebeübersetzungsanordnung 24 verbunden sind. Der zweite Motor/Generator 22 befindet sich insofern in einer Ausgangs-Aufteilungsanordnung, als er mit einem Element einer zweiten Getriebeübersetzungsanordnung 26 verbunden ist. Die Motoren/Generatoren 20, 22 fungieren als Motoren, indem sie Leistung von einer Stromquelle 30 wie z. B. einer Batterie empfangen. Ein Steuergerät 32 ist über ein Leistungswechselrichtermodul 34 mit der Batterie 30 funktionell verbunden. Das Leistungswechselrichtermodul 34 umfasst separate Leistungswechselrichter, wobei einer mit dem Motor/Generator 20 funktionell verbunden ist, einer mit dem Motor/Generator 22 funktionell verbunden ist und einer auch mit einem Antriebsmotor 70 (nachstehend erläutert) funktionell verbunden ist. Das Steuergerät 32 bewirkt, dass das Leistungswechselrichtermodul 34 Leistung, die es von der Batterie 30 empfangen hat, an entweder einen oder beide der Motoren/Generatoren 20, 22 liefert, sodass die Motoren/Generatoren 20, 22 ein Drehmoment über die jeweilige Getriebeübersetzungsanordnung 24, 26 bereitstellen können. Wenn die Motoren/Generatoren 20, 22 als Generatoren fungieren sollen, steuert das Steuergerät 32 sie derart, dass sie Leistung von der jeweiligen Getriebeübersetzungsanordnung 24, 26 empfangen. Ein Fachmann wird den funktionellen Betrieb eines Hybridgetriebes ohne weiteres verstehen. Es sollte einzusehen sein, dass, wenngleich ein elektrisch variables Hybridgetriebe veranschaulicht ist, ein manuelles oder automatisches Getriebe ohne Hybrid innerhalb des Umfangs der Erfindung verwendet werden kann.
  • Ein drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem 40 lässt zu, dass die Maschine 14 mehrere Nebenaggregate, Nebenaggregat 42, Nebenaggregat 44 und Nebenaggregat 46, selektiv antreibt. Die Nebenaggregate können eine Servolenkungspumpe, eine Wasserpumpe und einen Klimaanlagenverdichter umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Für Veranschaulichungszwecke ist das erste Nebenaggregat 42 eine Servolenkungspumpe, das zweite Nebenaggregat 44 ist eine Wasserpumpe und das dritte Nebenaggregat ist ein Klimaanlagenverdichter.
  • Das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem 40 umfasst einen Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48, der vorzugsweise eine Drehreibungskupplung ist. Der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 ist unter der Steuerung des Steuergeräts 32 über ein hydraulisches, elektrisches oder anders Kommunikationsmittel selektiv einrückbar, um eine Kurbelwelle 50 der Maschine 14 mit einer Nebenaggregat-Antriebswelle 52 zu verbinden. Ein drehbares Element 54 ist für eine gemeinsame Drehung mit der Nebenaggregat-Antriebswelle 52 verbunden. Eine Drehmoment-Übertragungsanordnung 53 verbindet das drehbare Element 54, sodass eine Drehung des drehbaren Elements 54 die Nebenaggregate 42, 44 und 46 antreibt. Die Drehmoment-Übertragungsanordnung 53 umfasst drehbare Elemente 56, 58 und 60, die für eine gemeinsame Drehung mit den Antriebswellen 62, 64 bzw. 66 der Nebenaggregate 42, 44 und 46 verbunden sind. Eine Endlosrotations-Übertragungsvorrichtung 68 verbindet das drehbare Element 54 mit den drehbaren Elementen 56, 58 und 60, sodass die Drehung des drehbaren Elements 54 eine Drehung der weiteren drehbaren Elemente 56, 58 und 60 über die Endlosrotations-Übertragungsvorrichtung 68 bewirken kann. Innerhalb des Umfangs der Erfindung können die drehbaren Elemente 54, 56, 58 und 60 Riemenscheiben sein und die Rotationsübertragungsvorrichtung 68 kann ein Endlosriemen sein. Alternativ können die drehbaren Elemente 54, 56, 58 und 60 innerhalb des Umfangs der Erfindung Kettenritzel sein und die Rotationsübertragungsvorrichtung 68 kann eine Kette sein. Es sollte einzusehen sein, dass die drehbaren Elemente 54, 56, 58 und 60 verschiedene radiale Dimensionen besitzen können, sodass die Rotationsübertragungsvorrichtung eine Drehung der jeweiligen Antriebswelle 62, 64, 66 mit verschiedenen relativen Drehzahlen bewirkt.
  • Das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem 40 umfasst auch einen elektrischen Antriebsmotor 70, der mit den Nebenaggregaten 42, 44 und 46 über eine Elektroantriebsmotorwelle 72 und ein drehbares Element 74, das auch mit den drehbaren Elementen 56, 58 und 60 über die Rotationsübertragungsvorrichtung 68 funktionell verbunden ist, funktionell verbunden ist. Das Steuergerät 32 steuert den Betrieb des elektrischen Antriebsmotors 70 über einen weiteren in dem Leistungswechselrichtermodul 34 enthaltenen Leistungswechselrichter, wobei es ihm befiehlt, sich mit der Drehung des drehbaren Elements 74 frei schnell zu drehen, oder ihm befiehlt, ein Drehmoment bereitzustellen, um das drehbare Element 74 anzutreiben. Im Speziellen ist das Steuergerät 32 mit einem gespeicherten Algorithmus ausgebildet, der das Einrücken des Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 zwischen einem eingerückten Zustand, in dem die Maschine 14 die Nebenaggregate 42, 44, 46 über die Drehmoment-Übertragungsanordnung 53 antreiben kann, und einem ausgerückten Zustand steuert, in dem das Steuergerät die Nebenaggregate 42, 44, 46 über den elektrischen Antriebsmotor 70 antreibt, sodass der elektrische Antriebsmotor 70 als ein Motor dient, der ein Drehmoment über die Drehmoment-Übertragungsanordnung 53 bereitstellt.
  • Das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem 40 umfasst einen Sensor 78, der funktionell mit der Maschinenkurbelwelle 50 und mit dem Steuergerät 32 verbunden ist (Übertragungsleiter, die den Sensor 78 mit dem Steuergerät 32 verbinden, sind in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht gezeigt). Der Sensor 78 erfasst die Drehzahl der Kurbelwelle 50 und liefert diese Information an das Steuergerät 32. Das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem 40 umfasst auch einen Sensor 80, der funktionell mit dem Steuergerät 32 und mit der Nebenaggregat-Antriebswelle 52 verbunden ist und es dem Steuergerät 32 ermöglicht, festzustellen, ob sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 in einem eingerückten Zustand oder einem ausgerückten Zustand befindet. Zum Beispiel kann der Sensor 80 ein Dehnungsmessstreifen sein, der mit der Nebenaggregat-Antriebswelle 52 verbunden ist.
  • Unter Bezugnahme auf 2 steuert ein Algorithmus in dem Steuergerät das drehzahlbegrenzende Nebenaggregat-Antriebssystem 40 gemäß dem in dem Flussdiagramm von 2 veranschaulichten Verfahren 100. Das Verfahren 100 umfasst den Schritt 102, der einen Antriebsmotor vorsieht, welcher geeignet ist, um zumindest ein Nebenaggregat anzutreiben. Das Verfahren 100 umfasst auch den Schritt 104, der einen Drehmoment-Übertragungsmechanismus vorsieht, welcher selektiv einrückbar ist, um eine Maschine funktionell mit dem Nebenaggregat zu verbinden. Das Verfahren 100 umfasst ferner den Schritt 106, der die Drehzahl der Maschine überwacht. Nach dem Schritt 106 umfasst das Verfahren 100 den Schritt 108, der die überwachte Maschinendrehzahl mit einem vorbestimmten Bereich von Drehzahlen vergleicht. Dies umfasst vorzugsweise, dass ermitteltt wird, ob die Maschinendrehzahl größer als oder gleich eine/r vorbestimmten minimale/n Drehzahl ist, und auch, ob die Maschinendrehzahl kleiner als oder gleich eine/r vorbestimmte/n maximale/n Drehzahl ist. Die vorbestimmte minimale Drehzahl und die vorbestimmte maximale Drehzahl können auf der optimalen Betriebsdrehzahl des Nebenaggregats oder der Nebenaggregate basieren. Zum Beispiel können die optimalen Betriebsdrehzahlbereiche des ersten, zweiten und dritten Nebenaggregats 42, 44 und 46 in dem Steuergerät 32 gespeichert sein. Das Nebenaggregat mit der größten unteren minimalen Drehzahl wird von dem Steuergerät 32 verwendet, um die minimale Drehzahl zu ermitteln. Das Nebenaggregat mit der niedrigsten oberen maximalen Drehzahl kann von dem Steuergerät 32 verwendet werden, um die maximale Drehzahl zu ermitteln. Auf der Basis der Ermittlung des Schritts 108 steuert das Steuergerät 32 bei dem Schritt 109 die Leistung an den Antriebsmotor 72 und das Einrücken des Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 derart, dass die Nebenaggregate 42, 44 und 46 von der Maschine 14 angetrieben werden, wenn die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches von Drehzahlen liegt, und von dem Antriebsmotor 70 angetrieben werden, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches von Drehzahlen liegt.
  • Wenn in Schritt 108 ermittelt wird, dass die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, schließt der Schritt 109 den Schritt 110A ein, bei dem das Steuergerät 32 feststellt, ob der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 eingerückt ist. Wenn der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 eingerückt ist, wird er weiter in dem eingerückten Zustand gehalten, da dies die optimale Art ist, um die Nebenaggregate 42, 44 und 46 anzutreiben. Das Verfahren 100 setzt dann fort, die Maschinendrehzahl bei Schritt 108 zu überwachen. Wenn jedoch in dem Schritt 110A festgestellt wird, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 nicht eingerückt ist, schreitet das Verfahren 100 zu dem Schritt 114, um den Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 einzurücken. Der Schritt 114 des Einrückens erfolgt daher während eines ersten Modus von Betriebsbedingungen, in dem festgestellt wird, dass die Maschine 14 sich innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches befindet, sodass das Steuergerät 32 zulässt, dass die Maschine 14 die Nebenaggregate 42, 44 und 46 antreibt. Das Verfahren 100 setzt dann fort, die Maschinendrehzahl bei Schritt 108 zu überwachen.
  • Wenn in dem Schritt 108 festgestellt wird, dass die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, schließt der Schritt 109 den Schritt 110E ein (der mit dem Schritt 110A vergleichbar ist), um festzustellen, ob der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 eingerückt ist. Wenn festgestellt wird, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 eingerückt ist, schließt das Verfahren 100 ein, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 in dem Schritt 116 ausgerückt wird und der Motor 70 in dem Schritt 118 betrieben wird, sodass der Motor 70 die Nebenaggregate 42, 44, 46 mit einer Drehzahl in nerhalb eines optimalen Bereiches für die Nebenaggregate 42, 44, 46 antreibt. Wenn in dem Schritt 108 hingegen festgestellt wird, dass die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, und in dem Schritt 110E festgestellt wird, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 nicht eingerückt ist, schreitet das Verfahren 100 direkt zu dem Schritt 118, in dem das Steuergerät 32 die Leistung an den Motor 70 derart steuert, dass er die Nebenaggregate innerhalb des optimalen Drehzahlbereiches antreibt.
  • Somit wird das Steuergerät 32 in einem ersten Modus von Betriebsbedingungen, in dem die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, in dem Schritt 108 feststellen, dass die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt (d. h., sie ist größer als die und gleich der vorbestimmte/n minimale/n Drehzahl oder kleiner als die oder gleich der vorbestimmte/n maximale/n Drehzahl). In diesem Fall wird der Schritt 110A dazu führen, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 eingerückt wird, wenn er über den Schritt 114 ausgerückt wird, oder er in dem eingerückten Zustand gehalten wird, wenn er bereits eingerückt ist, sodass die Maschine 14 die Nebenaggregate 42, 44 und 46 über die Drehmoment-Übertragungsanordnung 53 antreibt.
  • In einem zweiten Modus von Betriebsbedingungen, in dem die überwachte Drehzahl der Maschine null ist, wie z. B., wenn die Maschine ausgeschaltet ist und das Fahrzeug 10 durch die Motoren/Generatoren 20, 22 betrieben wird, stellt das Verfahren 100 in dem Schritt 108 fest, dass die Maschinendrehzahl kleiner ist als die vorbestimmte minimale Drehzahl. In dem Schritt 110E stellt das Verfahren 100 fest, ob der Drehmoment-Übertragungsmechanismus eingerückt ist, und rückt den Drehmoment-Übertragungsmechanismus, wenn er eingerückt ist, in dem Schritt 116 aus. Dann steuert das Verfahren 100 die Leistung an den Motor 70 in dem Schritt 118 derart, dass der Motor 70 die Nebenaggregate 42, 44 und 46 antreibt.
  • In einem dritten Betriebsmodus ist die überwachte Maschinendrehzahl des Schritts 106 ein Wert ungleich null, ist jedoch kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl. In diesem Fall wird das Steuergerät nach dem Schritt 108 zu dem Schritt 110E schreiten und entweder den Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 in dem Schritt 116 ausrücken oder direkt zu dem Schritt 118 schreiten (wenn der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 nicht eingerückt ist), sodass Leistung von dem Motor 70 geliefert wird, um die Nebenaggregate 42, 44 und 46 mit einer Drehzahl innerhalb des optimalen Bereiches anzutreiben.
  • Schließlich ist in einem vierten Betriebsmodus die überwachte Motordrehzahl des Schritts 106 größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl. In dem Schritt 108 wird das Verfahren 100 zu dem Schritt 110E schreiten und, wenn der Drehmoment-Übertragungsmechanismus 48 eingerückt ist, wird in dem Schritt 116 ausgerückt und, unabhängig davon, ob in Schritt 110E festgestellt wurde, dass der Drehmoment-Übertragungsmechanismus eingerückt ist, wird in dem Schritt 118 von dem Motor 70 Leistung geliefert, um die Nebenaggregate 42, 44, 46 innerhalb des optimalen Bereiches für die Nebenaggregate 42, 44 und 46 anzutreiben.
  • Während die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen für die praktische Umsetzung der Erfindung innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche erkennen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Steuern der Drehzahl zumindest eines angetriebenen Nebenaggregats, umfassend die Schritte, dass: ein Antriebsmotor vorgesehen wird, der geeignet ist, um das zumindest eine angetriebene Nebenaggregat anzutreiben; ein Drehmoment-Übertragungsmechanismus vorgesehen wird, der selektiv einrückbar ist, um eine Maschine funktionell mit dem zumindest einen angetriebenen Nebenaggregat zu verbinden; überwacht wird, ob sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in einem eingerückten Zustand oder einem ausgerückten Zustand befindet; die Drehzahl der Maschine überwacht wird; die überwachte Maschinendrehzahl mit einem vorbestimmten Bereich von Drehzahlen verglichen wird; und die Leistung an den Antriebsmotor und das Einrücken des Drehmoment-Übertragungsmechanismus derart gesteuert werden, dass das zumindest eine angetriebene Nebenaggregat von der Maschine angetrieben wird, wenn die überwachte Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, und von dem Antriebsmotor angetrieben wird, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Bereich von Drehzahlen von einer vorbestimmten minimalen Drehzahl zu einer vorbestimmten maximalen Drehzahl einschließlich des vorbestimmten Minimums und des vorbestimmten Maximums reicht, wobei das Steuern die Schritte umfasst, dass: der Drehmoment-Übertragungsmechanismus eingerückt wird, sodass das zumindest eine angetriebene Nebenaggregat von der Maschine angetrieben wird, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist und sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in dem ausgerückten Zustand befindet; der Drehmoment-Übertragungsmechanismus ausgerückt und die Leistung an den Motor derart gesteuert wird, dass das zumindest eine angetriebene Nebenaggregat von dem Motor mit einer Drehzahl angetrieben wird, die nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist, wenn die überwachte Maschinendrehzahl kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl oder größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist und sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in dem eingerückten Zustand befindet; und der Motor derart betrieben wird, dass das zumindest eine angetriebene Nebenaggregat von dem Motor mit einer Drehzahl angetrieben wird, die nicht kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl und nicht größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist, wenn die überwachte Maschinendrehzahl kleiner als die vorbestimmte minimale Drehzahl oder größer als die vorbestimmte maximale Drehzahl ist und sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in dem ausgerückten Zustand befindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei sich das zumindest eine Nebenaggregat durch einen optimalen Drehzahlbereich auszeichnet; und wobei die vorbestimmte minimale Drehzahl und die vorbestimmte maximale Drehzahl auf der Basis des optimalen Drehzahlbereiches berechnet werden.
  4. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem, das umfasst: eine Maschine; eine Batterie; einen Antriebsmotor, der mit der Batterie funktionell verbunden ist; zumindest ein angetriebenes Nebenaggregat; wobei der Antriebsmotor mit dem zumindest einen angetriebenen Nebenaggregat funktionell verbunden ist; einen Drehmoment-Übertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um die Maschine funktionell mit dem zumindest einen angetriebenen Nebenaggregat zu verbinden; einen Sensor, der dazu dient, die Drehzahl der Maschine zu überwachen; und ein Steuergerät, das mit dem Drehmoment-Übertragungsmechanismus, mit dem Maschinendrehzahlsensor und mit dem Antriebsmotor funktionell verbunden und ausgebildet ist, um den Drehmoment-Übertragungsmechanismus nur dann in einem eingerückten Zustand zu halten, wenn die überwachte Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt, und um den Antriebsmotor derart zu steuern, dass er das angetriebene Nebenaggregat antreibt, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt.
  5. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei die Maschine für eine funktionelle Verbindung mit einem Hybridgetriebe geeignet ist; und wobei die Batterie auch geeignet ist, um das Hybridgetriebe zu betreiben.
  6. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei das zumindest eine angetriebene Nebenaggregat mehrere angetriebene Nebenaggregate umfasst; und wobei das se lektive Einrücken des Drehmoment-Übertragungsmechanismus die Maschine und die mehreren angetriebenen Nebenaggregate bei verschiedenen relativen Drehzahlen funktionell verbindet.
  7. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei eine Drehmoment-Übertragungsanordnung die Maschine und die mehreren Maschinen-Nebenaggregate funktionell verbindet, wenn der Drehmoment-Übertragungsmechanismus eingerückt ist, und auch den Antriebsmotor und die mehreren Maschinen-Nebenaggregate funktionell verbindet.
  8. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 7, wobei die Drehmoment-Übertragungsanordnung eine Vielzahl von Riemenscheiben umfasst, die durch einen Endlosriemen funktionell verbunden sind.
  9. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 7, wobei die Drehmoment-Übertragungsanordnung eine Vielzahl von Kettenritzeln umfasst, die durch eine Endloskette funktionell verbunden sind.
  10. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei der Drehmoment-Übertragungsmechanismus für einen Betrieb sowohl als eine voreilende Kupplung als auch eine nacheilende Kupplung ausgebildet ist.
  11. Drehzahlbegrenzendes Nebenaggregat-Antriebssystem nach Anspruch 4, ferner umfassend: einen zweiten Sensor, der dazu dient, zu überwachen, ob sich der Drehmoment-Übertragungsmechanismus in einem eingerückten oder ausgerückten Zustand befindet.
  12. Antriebsstrang, der umfasst: ein elektromechanisches Getriebe mit zumindest einem Motor/Generator und einer Getriebeübersetzungsanordnung, die mit dem zumindest einen Motor/Generator verbindbar ist; eine Maschine, die dazu dient, das Getriebe zu betreiben; eine Batterie, die mit dem zumindest einen Motor/Generator funktionell verbunden ist, um Leistung an diesen zu liefern oder Leistung von diesem zu empfangen; einen Antriebsmotor, der mit der Batterie funktionell verbunden ist; zumindest ein angetriebenes Nebenaggregat; wobei der Antriebsmotor mit dem zumindest einen angetriebenen Nebenaggregat funktionell verbunden ist; einen Drehmoment-Übertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um die Maschine funktionell mit dem zumindest einen angetriebenen Nebenaggregat zu verbinden; einen Sensor, der dazu dient, die Drehzahl der Maschine zu überwachen; und ein Steuergerät, das mit dem Drehmoment-Übertragungsmechanismus, mit dem Maschinendrehzahlsensor und mit dem Antriebsmotor funktionell verbunden und ausgebildet ist, um den Drehmoment-Übertragungsmechanismus nur dann in einem eingerückten Zustand zu halten, wenn die überwachte Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt, und um den Antriebsmotor derart zu steuern, dass er das angetriebene Nebenaggregat antreibt, wenn die überwachte Maschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereiches liegt.
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