DE102011017762A1 - Drive train for motor vehicle, has combustion engine with drive shaft, step-by-step variable speed transmission with input shaft and output shaft, and gear level - Google Patents

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Abstract

The drive train has a combustion engine (VM) with a drive shaft (2), a step-by-step variable speed transmission (G) with an input shaft (3) and an output shaft (6), a gear level (9) in drive connection with one of the both gear shafts, and an expansion engine (10) of a heat recovery device (11). The expansion machine stays in drive connection with the drive shaft as a braking device (8) connectable with another gear level (7). The expansion machine is arranged at the step-by-step speed transmission peripheral-sided and offset from the braking device. An independent claim is included for a method for controlling the power flow in a drive train of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer die Abwärme des Verbrennungsmotors nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Steuerung des Kraftflusses in einem derartigen Antriebsstrang.The invention relates to a drive train of a motor vehicle with a heat recovery device using the waste heat of the internal combustion engine. The invention also relates to a method for controlling the flow of force in such a drive train.

Insbesondere schwere Nutzfahrzeuge werden seit geraumer Zeit mit einer als Retarder bezeichneten verschleißfreien Dauerbremse ausgerüstet. Durch die Nutzung einer Dauerbremse wird besonders bei längeren Bergabfahrten eine thermische Überlastung der die Betriebsbremse eines Kraftfahrzeugs bildenden Radbremsen vermieden und damit die Fahrsicherheit erhöht. Zudem wird dadurch die Abnutzung der Verschleißkomponenten der Radbremsen, wie der Bremsbeläge, der Bremsscheiben und der Bremstrommeln wesentlich verringert und somit die Wartungs- und Betriebskosten des betreffenden Kraftfahrzeugs gesenkt. Als Bauarten von Dauerbremsen sind der nach dem Wirkprinzip einer Wirbelstrombremse funktionierende elektromagnetische Retarder und der nach dem Wirkprinzip einer hydraulischen Kupplung mit drehfest arretiertem Turbinenrad funktionierende hydrodynamische Retarder bekannt. Hinsichtlich der Anordnung und der Triebverbindung eines Retarders wird zwischen einem Primärretarder und einem Sekundärretarder unterschieden.Heavy commercial vehicles in particular have been equipped for quite some time with a wear-resistant retarder called a retarder. By using a retarder, a thermal overload of the service brake of the vehicle brake forming a brake is avoided and thus increases driving safety, especially for longer descents. In addition, the wear of the wear components of the wheel brakes, such as the brake pads, the brake discs and the brake drums is significantly reduced and thus reduces the maintenance and operating costs of the relevant motor vehicle. As types of retarder functioning on the operating principle of an eddy current brake electromagnetic retarder and operating on the operating principle of a hydraulic clutch with rotatably locked turbine wheel functioning hydrodynamic retarder are known. With regard to the arrangement and the drive connection of a retarder, a distinction is made between a primary retarder and a secondary retarder.

Bei einem Primärretarder steht dessen Rotor unmittelbar oder über eine Getriebestufe mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors oder der Eingangswelle des Stufenschaltgetriebes in Triebverbindung, was jedoch mit dem Nachteil eines motordrehzahl- und gangabhängigen Bremsmomentes des Retarders verbunden ist. Dagegen steht der Rotor bei einem Sekundärretarder unmittelbar oder über eine Triebstufe mit der Ausgangswelle des Stufenschaltgetriebes in Triebverbindung, wodurch das Bremsmoment des Retarders vorteilhaft geschwindigkeitsabhängig ist, d. h. mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ansteigt.In a primary retarder whose rotor is directly or via a gear stage with the drive shaft of the internal combustion engine or the input shaft of the stepped transmission in drive connection, but this is associated with the disadvantage of a motor speed and gear-dependent braking torque of the retarder. In contrast, the rotor is in a secondary retarder directly or via a drive stage with the output shaft of the stepped transmission in drive connection, whereby the braking torque of the retarder is advantageously speed-dependent, d. H. increases with increasing speed of the motor vehicle.

In einem Verbrennungsmotor werden bekanntlich nur etwa 25 bis 30% der durch die Verbrennung des Kraftstoffs umgesetzten Energie in Form des an der Triebwelle abgegebenen Drehmomentes in Bewegungsenergie umgewandelt und somit zum Antrieb des betreffenden Kraftfahrzeugs genutzt. Der Rest der umgesetzten Energie wird größtenteils ungenutzt als Wärme teils über den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors und teils über die Abgase des Verbrennungsmotors an die Umgebungsluft abgegeben. Es gibt daher schon länger Überlegungen, die Abwärme eines Verbrennungsmotors zumindest teilweise durch eine Wärmerückgewinnungseinrichtung aufzufangen, in Bewegungsenergie umzuwandeln und diese zusätzlich zum Antrieb des betreffenden Kraftfahrzeugs zu nutzen. Hierzu wird die Abwärme des Verbrennungsmotors üblicherweise in einem Clausius-Rankine-Kreisprozess zur Verdampfung eines Arbeitsfluids verwendet, der so erzeugte Dampf in einer Expansionsmaschine entspannt, und das dabei erzeugte Drehmoment an geeigneter Stelle in den Antriebsstrang eingeleitet. Hierdurch kann der Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs erhöht und der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors entsprechend reduziert werden.In an internal combustion engine, it is known that only about 25 to 30% of the energy converted by the combustion of the fuel is converted into kinetic energy in the form of the torque delivered to the drive shaft and thus used to drive the relevant motor vehicle. The rest of the converted energy is largely unused as heat partly through the cooling circuit of the engine and partly discharged via the exhaust gases of the engine to the ambient air. Therefore, there are already considerations for absorbing the waste heat of an internal combustion engine at least partially by a heat recovery device, converting it into kinetic energy and additionally using it to drive the relevant motor vehicle. For this purpose, the waste heat of the internal combustion engine is usually used in a Rankine cycle for evaporating a working fluid, which relaxes the steam thus generated in an expansion machine, and introduced the torque generated at a suitable location in the drive train. As a result, the overall efficiency of the drive train can be increased and the fuel consumption of the internal combustion engine can be reduced accordingly.

Beispielsweise ist in der DE 10 2006 036 122 A1 eine Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer die Abwärme des Verbrennungsmotors nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung beschrieben, bei der das Arbeitsfluid eines Clausius-Rankine-Kreisprozesses seriell in entsprechenden Wärmetauschern durch das Kühlwasser des Verbrennungsmotors, durch die kühleren Abgase eines Abgasrückführsystems, und durch die heißeren Abgase einer Auspuffanlage erwärmt und verdampft wird, und bei dem der in einem Phasentrenner abgetrennte Dampf in einer Expansionsmaschine entspannt wird. Das von der Expansionsmaschine abgegebene Drehmoment wird über eine Triebstufe in die Triebwelle des Verbrennungsmotors eingeleitet.For example, in the DE 10 2006 036 122 A1 a drive device of a motor vehicle with an internal combustion engine and a heat recovery device using the waste heat of the internal combustion engine described, in which the working fluid of a Rankine Rankine cycle serially in corresponding heat exchangers through the cooling water of the engine, by the cooler exhaust gases of an exhaust gas recirculation system, and by the hotter exhaust gases of a Exhaust system is heated and vaporized, and in which the separated in a phase separator steam is expanded in an expansion machine. The output from the expansion engine torque is introduced via a drive stage in the drive shaft of the engine.

Aus der EP 2 177 742 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung bekannt, deren Expansionsmaschine ausgangsseitig an dem Getriebegehäuse des Stufenschaltgetriebes angeflanscht ist und über eine getriebeinterne Triebstufe mit der Ausgangswelle des Stufenschaltgetriebes in Triebverbindung steht. Die Triebstufe kann eine konstante oder eine stufenweise oder stufenlos verstellbare Übersetzung aufweisen und zusätzlich zum Antrieb eines Aggregates, wie z. B. einer Ölpumpe, genutzt werden.From the EP 2 177 742 A1 is a drive train of a motor vehicle with a heat recovery device known, the expansion machine is flanged on the output side to the transmission housing of the stepped transmission and is connected via a transmission internal drive stage with the output shaft of the stepped transmission in drive connection. The drive stage may have a constant or a stepwise or continuously adjustable ratio and in addition to the drive of an aggregate, such as. As an oil pump can be used.

In der DE 10 2009 028 153 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung beschrieben, deren Expansionsmaschine über eine schaltbare Kupplung und/oder eine Triebstufe mit konstanter oder veränderlicher Übersetzung mit einer Triebwelle des Stufenschaltgetriebes gekoppelt bzw. koppelbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Expansionsmaschine über eine ein- und ausrückbare Trennkupplung unter Nutzung der Triebstufe eines Nebenabtriebs (PTO) mit der eingangsseitigen Triebwelle eines dem Stufenschaltgetriebe vorgeschalteten Anfahrelementes koppelbar.In the DE 10 2009 028 153 A1 a powertrain of a motor vehicle with a heat recovery device is described, the expansion machine is coupled via a switchable clutch and / or a drive stage with constant or variable ratio with a drive shaft of the stepped transmission or coupled. In a preferred embodiment, the expansion machine can be coupled to the input-side drive shaft of a starting element which is connected upstream of the stepped transmission via an isolating clutch which can be engaged and disengaged using the drive stage of a power take-off PTO.

Schließlich ist aus der US 6 450 283 B1 eine Wärmerückgewinnungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs bekannt, deren Expansionsmaschine über eine Freilaufkupplung, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine, und eine ein- und ausrückbare Trennkupplung mit einer mit der Ausgangswelle des Stufenschaltgetriebes verbundenen Triebwelle koppelbar ist. Zur Steuerung des von der Expansionsmaschine abgegebenen Drehmomentes kann der Abgasstrom des Verbrennungsmotors über ein Bypassventil und eine Bypassleitung um den in der Auspuffanlage angeordneten, als Verdampfer wirksamen Wärmetauscher des Clausius-Rankine-Kreisprozesses geführt werden. Ebenso kann hierzu der Dampfstrom des Clausius-Rankine-Kreisprozesses über ein Bypassventil und eine Bypassleitung an der Expansionsmaschine vorbei geleitet werden. Abhängig von der aktuellen Betriebssituation des Kraftfahrzeugs kann die Expansionsmaschine über das Schließen oder Öffnen zumindest eines der beiden Bypassventile aktiviert und deaktiviert werden und durch das Ein- oder Ausrücken der Trennkupplung zum zusätzlichen Antrieb des Kraftfahrzeugs oder in Verbindung mit einem Generatorbetrieb der Elektromaschine zum Laden eines elektrischen Energiespeichers verwendet werden.Finally, out of the US Pat. No. 6,450,283 B1 a heat recovery device of a motor vehicle known, the expansion machine via an overrunning clutch, an operable as a motor and as a generator electric machine, and a on and disengageable separating clutch can be coupled with a drive shaft connected to the output shaft of the stepped transmission. To control the torque output by the expansion engine, the exhaust gas stream of the internal combustion engine can be guided via a bypass valve and a bypass line around the arranged in the exhaust system, effective as an evaporator heat exchanger Clausius Rankine cycle. Likewise, for this purpose, the vapor stream of the Clausius-Rankine cycle process can be conducted past the expansion machine via a bypass valve and a bypass line. Depending on the current operating situation of the motor vehicle, the expansion machine can be activated and deactivated by closing or opening at least one of the two bypass valves and by the disengagement or disengagement of the separating clutch for additional drive of the motor vehicle or in conjunction with a generator operation of the electric machine for charging an electric Energy storage can be used.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, dass die Drehmomentabgabe oder Drehmomentaufnahme einer Expansionsmaschine eines Clausius-Rankine-Kreisprozesses von der Wärmeaufnahme und dem Wärmeinhalt des der Expansionsmaschine zugeführten Arbeitsfluids abhängig ist. Das von der Expansionsmaschine abgegebene oder aufgenommene Drehmoment kann daher selbst mit einer relativ aufwendigen Bypasssteuerung gemäß der US 6 450 283 B1 nicht schnell verändert bzw. ein- oder ausgeschaltet werden, sondern weist auch in diesem Fall eine mehr oder weniger große Hysterese auf.The present invention is based on the problem that the torque output or torque absorption of an expansion machine of a Rankine cycle process is dependent on the heat absorption and the heat content of the working fluid fed to the expansion machine. The output or absorbed by the expansion engine torque can therefore even with a relatively complicated bypass control according to the US Pat. No. 6,450,283 B1 not be changed quickly or turned on or off, but also has a more or less large hysteresis in this case.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Expansionsmaschine einer die Abwärme des Verbrennungsmotors nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung in Verbindung mit einer Platz sparenden Anordnung derart triebtechnisch an den Antriebsstrang angebunden ist, dass ein von der Expansionsmaschine abgegebenes Überschussdrehmoment belastungstechnisch günstig und reaktionsschnell kompensiert werden kann. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung des Kraftflusses in einem derartigen Antriebsstrang angegeben werden.The invention is therefore based on the object to propose a drive train of the type mentioned, in which the expansion machine of the waste heat of the internal combustion engine heat recovery device in connection with a space-saving arrangement is so technically connected to the drive train that a surrendered by the expansion machine excess torque load technology can be compensated cheap and responsive. Furthermore, a corresponding method for controlling the power flow in such a drive train is to be specified.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass ein von der Expansionsmaschine einer Wärmerückgewinnungseinrichtung abgegebenes Überschussmoment bei geeigneter triebtechnischer Anbindung der Expansionsmaschine und einer Bremseinrichtung, wie beispielsweise eines Retarders, belastungstechnisch günstig und reaktionsschnell durch ein entsprechend hohes oder erhöhtes Bremsmoment der Bremseinrichtung kompensiert werden kann.The invention is based on the finding that a surplus torque delivered by the expansion engine of a heat recovery device can be compensated favorably and responsively by a correspondingly high or increased braking torque of the braking device with suitable drive connection of the expansion machine and a braking device, such as a retarder.

Die den Antriebsstrang betreffende Aufgabe ist daher in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Expansionsmaschine mit derselben Getriebewelle wie der Retarder in Triebverbindung steht, wobei die Expansionsmaschine umfangsseitig versetzt zu dem Retarder an dem Stufenschaltgetriebe angeordnet ist. Außerdem sind die Triebstufen der Expansionsmaschine und des Retarders unter Nutzung zumindest eines gemeinsamen getriebewellenseitigen Triebrades miteinander gekoppelt. Es wenden also von der gleichen Getriebewelle angetrieben gleiche Triebstufenbauteile, wie beispielsweise Zahnräder, für die Expansionsmaschine verwendet, die auch für die Bremseinrichtung verwendbar sind. Somit haben Triebstufenbauteile doppelten Nutzen, indem sie sowohl zur Übersetzung für die Expansionsmaschine als auch zur Übersetzung für die Bremseinrichtung Verwendung finden können.The object relating to the drive train is therefore achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1 in that the expansion machine is drivingly connected to the same transmission shaft as the retarder, wherein the expansion machine is arranged circumferentially offset from the retarder to the multi-step transmission. In addition, the drive stages of the expansion machine and the retarder are coupled together using at least one common transmission-shaft-side drive wheel. Thus, the same drive shaft components used by the same transmission shaft, such as toothed wheels, are used for the expansion machine, which can also be used for the braking device. Thus, drive train components have dual benefits in that they can be used both for translation for the expansion machine and for translation for the braking device.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sind Gegenstand der zugeordneten vorrichtungsbezogenen Unteransprüche.Advantageous embodiments and further developments of the drive train according to the invention are the subject of the associated device-related dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem an sich bekannten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines schweren Nutzfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, ein Stufenschaltgetriebe mit einer über ein Anfahrelement mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung stehenden oder verbindbaren Eingangswelle und eine Ausgangswelle aufweist. Zudem soll der Antriebsstrang eine mit einer der beiden Getriebewellen, der Eingangswelle oder der Ausgangswelle, in Triebverbindung stehende Triebstufe und eine über die Triebstufe mit einer der beiden Getriebewellen in Triebverbindung stehende Expansionsmaschine einer die Abwärme des Verbrennungsmotors nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung aufweisen.The invention relates to a known drive train of a motor vehicle, for example a heavy commercial vehicle having an internal combustion engine with a drive shaft, a stepped transmission with a via a starting element with the drive shaft of the engine in drive connection or connectable input shaft and an output shaft. In addition, the drive train should have a drive stage connected to one of the two transmission shafts, the input shaft or the output shaft in drive connection and an expansion machine in drive connection with one of the two transmission shafts of a heat recovery device utilizing the waste heat of the internal combustion engine.

Erfindungsgemäß ist bei diesem Antriebsstrang vorgesehen, dass die Expansionsmaschine mit derselben Getriebewelle in Triebverbindung steht, wie eine mit einer Triebstufe verbindbare Bremseinrichtung, wobei die Expansionsmaschine umfangsseitig versetzt zu der Bremseinrichtung an dem Stufenschaltgetriebe angeordnet ist, und die Triebstufen der Expansionsmaschine und der Bremseinrichtung unter Nutzung zumindest eines gemeinsamen getriebewellenseitigen Triebrades miteinander gekoppelt sind.According to the invention, it is provided in this drive train that the expansion machine is in drive connection with the same transmission shaft, such as a braking device connectable to a drive stage, the expansion machine being arranged circumferentially offset from the braking device on the stepped transmission, and the drive stages of the expansion machine and the braking device using at least a common gear shaft side drive wheel are coupled together.

Hierdurch ergibt sich zum einen eine konstruktiv relativ einfach und mit geringem Bauraumbedarf zu realisierende triebtechnische Anbindung der Expansionsmaschine und der Bremseinrichtung an die betreffende Getriebewelle und deren triebtechnische Kopplung miteinander. Zum anderen ist es hierdurch ermöglicht, das ein während der Fahrt von der Expansionsmaschine abgegebenes Überschussmoment auf dem kürzesten Übertragungsweg, d. h. ohne die Belastung weiterer Bauteile des Antriebsstrangs, reaktionsschnell durch ein entsprechend hohes oder erhöhtes Bremsmoment der Bremseinrichtung kompensiert werden kann.This results, on the one hand, in a structurally relatively simple manner and with a small space requirement to be realized in connection with drive technology of the expansion machine and the braking device to the respective transmission shaft and its technical connection with each other. The other is This makes it possible for a surplus torque delivered during the journey by the expansion engine to be compensated responsively by a correspondingly high or increased braking torque of the braking device on the shortest transmission path, ie without loading other components of the drive train.

Die schnelle Kompensation eines von der Expansionsmaschine abgegebenen Drehmomentes ist z. B. erforderlich, wenn das Kraftfahrzeug während der Fahrt aufgrund eines entsprechenden Steuerungseingriffs des Fahrers plötzlich in den Schubbetrieb übergeht oder plötzlich abgebremst wird. In dieser Betriebssituation wirkt das von der Expansionsmaschine abgegebene Drehmoment der gewünschten Verzögerung des Kraftfahrzeugs entgegen. Da eine plötzliche Abkopplung der Expansionsmaschine ohne eine Beschädigung von Bauteilen der Wärmerückgewinnungseinrichtung nicht möglich ist, muss das von der Expansionsmaschine abgegebene Drehmoment zumindest kurzfristig kompensiert werden, was erfindungsgemäß durch ein entsprechend hohes oder erhöhtes Bremsmoment der Bremseinrichtung erfolgt. Auf eine relativ aufwendige und möglicherweise auch störungsanfällige Bypasssteuerung nach der US 6 450 283 B1 kann daher verzichtet werden, zumal diese eine schnelle Reduzierung des von der Expansionsmaschine abgegebenen Drehmomentes ohnehin nicht ermöglicht.The fast compensation of a given by the expansion machine torque is z. B. required when the motor vehicle suddenly goes into overrun while driving due to a corresponding control intervention of the driver or is suddenly decelerated. In this operating situation, the torque output by the expansion machine counteracts the desired deceleration of the motor vehicle. Since a sudden decoupling of the expansion machine without damaging components of the heat recovery device is not possible, the output from the expansion engine torque must be compensated, at least in the short term, which is carried out according to the invention by a correspondingly high or increased braking torque of the braking device. On a relatively complex and possibly also fault-prone bypass control after the US Pat. No. 6,450,283 B1 can therefore be dispensed with, especially since this does not allow a rapid reduction of the output from the expansion engine torque anyway.

Um bei inaktiver Wärmerückgewinnungseinrichtung ein unerwünschtes Schleppmoment der Expansionsmaschine zu vermeiden, ist zweckmäßig vorgesehen, dass die Expansionsmaschine über eine in Richtung der Triebstufe sperrende Freilaufkupplung oder eine ein- und ausrückbare erste Trennkupplung mit der zugeordneten Triebstufe verbunden ist bzw. verbindbar ist. Somit wird die Expansionsmaschine bei einem Antrieb durch die betreffende Getriebewelle durch die Freilaufkupplung passiv oder durch das Ausrücken der ersten Trennkupplung aktiv von der zugeordneten Triebstufe und somit von der Getriebewelle abgekoppelt.In order to avoid an undesirable drag torque of the expansion machine with inactive heat recovery device, it is expediently provided that the expansion machine is connected via a locking in the direction of the drive stage one-way clutch or a disengageable and disengageable first disconnect clutch with the associated drive stage or is connectable. Thus, the expansion machine is actively decoupled from the associated drive stage and thus from the transmission shaft in a drive through the respective transmission shaft through the one-way clutch passively or by disengaging the first disconnect clutch.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das getriebewellenseitige Triebrad der beiden Triebstufen über eine ein- und ausrückbare Haupt-Trennkupplung mit der zugeordneten Getriebewelle des Stufenschaltgetriebes verbunden ist bzw. verbindbar ist, da die Kompensation eines von der Expansionsmaschine abgegebenen Überschussdrehmomentes durch die Bremseinrichtung dann, nach dem Ausrücken der Haupt-Trennkupplung, auch bei Fahrzeugstillstand oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit möglich ist.It is particularly advantageous if the transmission-shaft-side drive wheel of the two drive stages is connected or connectable via an engageable and disengageable main disconnect clutch to the associated transmission shaft of the multi-step transmission, since the compensation of an excess torque output by the expansion engine by the brake device then, after Disconnecting the main disconnect clutch, even when the vehicle is stationary or at low speed is possible.

Zusätzlich kann zwischen der Expansionsmaschine und der Freilaufkupplung oder der ersten Trennkupplung eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine angeordnet sein, die im Motorbetrieb zum zusätzlichen Antrieb des Kraftfahrzeugs und im Generatorbetrieb zur zusätzlichen oder alleinigen Kompensation des von der Expansionsmaschine abgegebenen Überschussmomentes elektrischen Strom erzeugend genutzt werden kann.In addition, between the expansion machine and the one-way clutch or the first clutch an operable as a motor and generator electric machine can be arranged, which are used in engine operation for additional drive of the motor vehicle and generator operation for additional or exclusive compensation of the output from the expansion machine excess electric power generating can.

Zwischen der Expansionsmaschine und der Elektromaschine kann eine ein- und ausrückbare zweite Trennkupplung angeordnet sein, da die Elektromaschine dann bedarfsweise nach dem Ausrücken der zweiten Trennkupplung unabhängig von der Wärmerückgewinnungseinrichtung betreibbar ist.Between the expansion machine and the electric machine can be arranged a disengageable and disengageable second disconnect clutch, since the electric machine is then, if necessary, after the disengagement of the second disconnect clutch operable independently of the heat recovery device.

Die Haupt-Trennkupplung sowie die erste und die zweite Trennkupplung können jeweils als eine unsynchronisierte Klauenkupplung ausgebildet sein, da sie vor dem Einrücken durch die Elektromaschine synchronisiert werden können.The main disconnect clutch and the first and second disconnect clutches may each be configured as an unsynchronized dog clutch, as they may be synchronized prior to engagement by the electric machine.

Zwischen der Expansionsmaschine und einer Speisepumpe der Wärmerückgewinnungseinrichtung kann eine unmittelbare oder untersetzte Triebverbindung bestehen, so dass ein sonst für den Antrieb der Speisepumpe verwendeter Elektromotor eingespart werden kann. Ein kurzzeitiger Antrieb der Expansionsmaschine und der Speisepumpe beim Starten des Clausius-Rankine-Kreisprozesses kann in diesem Fall nach dem Ausrücken der ersten Trennkupplung durch die Elektromaschine erfolgen.Between the expansion machine and a feed pump of the heat recovery device, there may be a direct or reduced drive connection, so that an electric motor otherwise used for driving the feed pump can be saved. A short-term drive of the expansion machine and the feed pump when starting the Rankine cycle can be done in this case after disengagement of the first clutch by the electric machine.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Kraftflusses in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, ein Stufenschaltgetriebe mit einer über ein Anfahrelement mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung stehenden oder verbindbaren Eingangswelle und mit einer Ausgangswelle, eine über eine Triebstufe mit einer der beiden genannten Getriebewellen in Triebverbindung stehende Bremseinrichtung, und eine über eine Triebstufe mit einer der beiden Getriebewellen in Triebverbindung stehende Expansionsmaschine einer die Abwärme des Verbrennungsmotors nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung aufweist. Verfahrensgemäß ist hierbei vorgesehen, dass bei einer triebtechnisch gekoppelten Anbindung der Expansionsmaschine und der Bremseinrichtung an dieselbe Getriebewelle ein während der Fahrt von der Expansionsmaschine abgegebenes Überschussmoment durch ein entsprechend hohes oder erhöhtes Bremsmoment der Bremseinrichtung kompensiert wird.In addition, the invention relates to a method for controlling the power flow in a drive train of a motor vehicle, an internal combustion engine with a drive shaft, a stepped transmission with a via a starting element with the drive shaft of the internal combustion engine in drive connection or connectable input shaft and with an output shaft, one via a drive stage With one of the two transmission shafts mentioned in drive connection standing brake device, and a standing on a drive stage with one of the two transmission shafts driving connection expansion machine of the waste heat of the internal combustion engine using heat recovery device. According to the method, it is provided that, in the case of an engine-coupled connection of the expansion machine and the brake device to the same transmission shaft, an excess torque delivered by the expansion engine during travel is compensated by a correspondingly high or increased braking torque of the brake device.

Bei einer triebtechnisch gekoppelten Anbindung der Expansionsmaschine und der Bremseinrichtung über ein gemeinsames getriebewellenseitiges Triebrad an die Getriebewelle ist zudem vorgesehen, dass ein bei Fahrzeugstillstand oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit von der Expansionsmaschine abgegebenes Überschussmoment nach dem Ausrücken einer zwischen dem getriebewellenseitigen Triebrad und der Getriebewelle angeordneten Haupt-Trennkupplung durch ein entsprechend hohes Bremsmoment der Bremseinrichtung kompensiert wird.In a drive technology coupled connection of the expansion machine and the braking device via a common transmission shaft side drive wheel to the transmission shaft is also provided that a given at vehicle standstill or at low driving speed of the expansion engine excess torque after the Releasing a arranged between the transmission shaft side drive wheel and the transmission shaft main disconnect clutch is compensated by a correspondingly high braking torque of the braking device.

Bei inaktiver Wärmerückgewinnungseinrichtung wird eine zwischen der Expansionsmaschine und der zugeordneten Triebstufe angeordnete erste Trennkupplung vorzugsweise ausgerückt und damit die Wirkung eines unerwünschten Schleppmomentes der Expansionsmaschine auf den Antriebsstrang vermieden.When the heat recovery device is inactive, a first separating clutch arranged between the expansion machine and the associated drive stage is preferably disengaged and thus the effect of an undesired drag torque of the expansion machine on the drive train is avoided.

Gemäß einer anderen Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass ein während der Fahrt von der Expansionsmaschine abgegebenes Überschussmoment, zusätzlich oder alternativ zu einer Kompensation durch die Bremseinrichtung, durch ein entsprechend hohes, im Generatorbetrieb erzeugtes Schleppmoment einer zwischen der Expansionsmaschine und der ersten Trennkupplung angeordneten Elektromaschine kompensiert werden.According to another variant of the method, it is provided that a surplus torque delivered by the expansion engine during travel is additionally or alternatively compensated for by the braking device by a correspondingly high drag torque generated in generator operation of an electric machine arranged between the expander and the first disconnect clutch.

Ein bei Fahrzeugstillstand oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit von der Expansionsmaschine abgegebenes Überschussmoment kann, alternativ zu der Kompensation durch die Bremseinrichtung, nach dem Ausrücken der ersten Trennkupplung durch ein entsprechend hohes, im Generatorbetrieb erzeugtes Schleppmoment der Elektromaschine kompensiert werden.A surplus torque delivered by the expansion machine when the vehicle is stationary or at a low driving speed can be compensated, alternatively to the compensation by the braking device, after disengagement of the first separating clutch by a correspondingly high drag torque of the electric machine generated in generator operation.

Bei inaktiver Wärmerückgewinnungseinrichtung ist es auch möglich, dass eine zwischen der Expansionsmaschine und der Elektromaschine angeordnete zweite Trennkupplung ausgerückt und die Elektromaschine während der Fahrt bei eingerückter erster Trennkupplung bedarfsweise als Motor zum zusätzlichen Antrieb des Kraftfahrzeugs oder als Generator zum Laden eines elektrischen Energiespeichers betrieben wird.With inactive heat recovery device, it is also possible that a arranged between the expansion machine and the electric machine second disconnect clutch disengaged and the electric machine while driving when the first clutch is engaged, if necessary, operated as a motor for additional drive of the motor vehicle or as a generator for charging an electrical energy storage.

Die Haupt-Trennkupplung sowie die erste und zweite Trennkupplung können vor dem Einrücken mittels der Elektromaschine synchronisiert werden, wodurch eine kostengünstige Ausbildung dieser Trennkupplungen als unsynchronisierte Klauenkupplungen möglich ist.The main disconnect clutch and the first and second disconnect clutch can be synchronized prior to engagement by means of the electric machine, whereby a cost-effective design of these disconnect couplings as unsynchronized jaw clutches is possible.

Vorzugsweise wird die Bremseinrichtung durch einen Retarder gebildet, beispielsweise einen hydrodynamischen Retarder.Preferably, the braking device is formed by a retarder, for example a hydrodynamic retarder.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigtTo clarify the invention, the description is accompanied by a drawing with exemplary embodiments. In this shows

1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten triebtechnischen Anbindung der Expansionsmaschine einer Wärmerückgewinnungseinrichtung in einer schematischen Darstellung, 1 a drive train of a motor vehicle with a first transmission connection of the expansion machine of a heat recovery device in a schematic representation,

2 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten triebtechnischen Anbindung der Expansionsmaschine einer Wärmerückgewinnungseinrichtung in einer schematischen Darstellung, und 2 a drive train of a motor vehicle with a second drive connection of the expansion engine of a heat recovery device in a schematic representation, and

3 den Antriebsstrang gemäß 2 mit einer modifizierten Wärmerückgewinnungseinrichtung in einer schematischen Darstellung. 3 the drive train according to 2 with a modified heat recovery device in a schematic representation.

Demnach ist in den 1 bis 3 jeweils ein Antriebsstrang 1, 1' eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines schweren Nutzfahrzeugs, in schematischer Form abgebildet. Der Antriebsstrang 1, 1' umfasst jeweils einen Verbrennungsmotor VM mit einer Triebwelle 2, ein Anfahrelement K, ein Stufenschaltgetriebe G mit einer Eingangswelle 3 und einer Ausgangswelle 6. Der Verbrennungsmotor VM ist vorliegend beispielhaft als ein Verbrennungskolbenmotor ausgebildet. Das Anfahrelement K, über das die Eingangswelle 3 des Stufenschaltgetriebes G mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbar ist, ist vorliegend beispielhaft als eine aus- und einrückbare Reibungskupplung ausgebildet. Das Stufenschaltgetriebe G ist hier beispielhaft als ein in Gruppenbauweise ausgeführtes Vorgelegegetriebe ausgebildet, dessen Aufbau dem bekannten AS-Tronic-Getriebe der Anmelderin entspricht.Accordingly, in the 1 to 3 one drive train each 1 . 1' a motor vehicle, in particular a heavy commercial vehicle, shown in schematic form. The powertrain 1 . 1' each includes an internal combustion engine VM with a drive shaft 2 , a starting element K, a stepped transmission G with an input shaft 3 and an output shaft 6 , The internal combustion engine VM is exemplified here as a combustion piston engine. The starting element K, via which the input shaft 3 the stepped gear G with the drive shaft 2 of the internal combustion engine VM is presently exemplified as a disengageable and engageable friction clutch. The stepped gear G is exemplified here as a running in group design countershaft transmission, whose structure corresponds to the known AS-Tronic transmission of the Applicant.

Das Stufenschaltgetriebe G weist neben der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 6 zwei weitgehend identische Vorgelegewellen 4 und eine Hauptwelle 5 auf, und umfasst ein Hauptgetriebe HG mit drei Vorwärtsgangstufen G1, G2, G3 und einer Rückwartsgangstufe R, sowie eine dem Hauptgetriebe HG vorgeschaltete Splitgruppe GV mit zwei schaltbaren Eingangskonstanten K1, K2, und eine dem Hauptgetriebe HG nachgeschaltete Bereichsgruppe GP mit zwei schaltbaren Fahrbereichen L, S.The stepped gear G has next to the input shaft 3 and the output shaft 6 two largely identical countershafts 4 and a main shaft 5 and comprises a main transmission HG with three forward gear stages G1, G2, G3 and one reverse gear stage R, and a splitter group GV with two switchable input constants K1, K2 upstream of the main transmission HG, and a range group GP with two switchable driving ranges L downstream of the main transmission HG, S.

Die Eingangskonstanten K1, K2 der Splitgruppe GV sind über reibsynchronisierte Schaltkupplungen schaltbar, die in einem ersten Schaltpaket S1 zusammengefasst sind. Die Gangstufen G1, G2, G3, R des Hauptgetriebes HG sind über unsynchronisierte Klauenkupplungen schaltbar, die paarweise in einem zweiten und dritten Schaltpaket S2, S3 zusammengefasst sind. Dabei bildet die zweite Eingangskonstante K2 der Splitgruppe GV bei eingelegter erster Eingangskonstante K1 die dritte Gangstufe G3 des Hauptgetriebes HG. Durch das erste Schaltpaket S1 kann auch die unmittelbare Kopplung der Eingangswelle 3 mit der Hauptwelle 5 erfolgen. Die Fahrbereiche L, S der als Planetengetriebestufe ausgebildeten Bereichsgruppe GP sind wiederum über reibsynchronisierte Schaltkupplungen schaltbar, die in einem vierten Schaltpaket S4 zusammengefasst sind. Die Ausgangswelle 6 des Stufenschaltgetriebes G steht in nicht dargestellter Weise mit dem Achsantrieb einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs in Triebverbindung.The input constants K1, K2 of the split group GV can be switched via friction-synchronized clutches, which are combined in a first switching packet S1. The gear ratios G1, G2, G3, R of the main transmission HG are switchable via unsynchronized jaw clutches, which are combined in pairs in a second and third shift packet S2, S3. The second input constant K2 of the splitter group GV forms the third gear stage G3 of the main transmission HG when the first input constant K1 is engaged. By the first switching package S1 can also be the direct coupling of the input shaft 3 with the main shaft 5 respectively. The driving ranges L, S of the range group GP designed as a planetary gear stage are in turn switchable via friction-synchronized clutches which are in a fourth switching package S4 are summarized. The output shaft 6 the stepped gear G is in a manner not shown with the final drive of a drive axle of the motor vehicle in drive connection.

Der Antriebsstrang 1, 1' umfasst des weiteren als eine Bremseinrichtung jeweils einen über eine Triebstufe 7 mit einer der Getriebewellen 3, 6 in Triebverbindung stehenden oder bringbaren Retarder 8 sowie eine über eine Triebstufe 9 mit einer der Getriebewellen 3, 6 in Triebverbindung stehende oder bringbare Expansionsmaschine 10 einer die Abwärme des Verbrennungsmotors VM nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung 11, 11'. Vorliegend ist der Retarder 8 jeweils beispielhaft als ein hydrodynamischer Retarder ausgebildet, und als so genannter Sekundärretarder an der Ausgangswelle 6 des Stufenschaltgetriebes G angeordnet.The powertrain 1 . 1' Furthermore, as a braking device, each comprises one via a drive stage 7 with one of the gear shafts 3 . 6 in drive connection or bring retarder 8th and one via a drive stage 9 with one of the gear shafts 3 . 6 in drive connection or bringable expansion machine 10 a heat recovery device using the waste heat of the internal combustion engine VM 11 . 11 ' , The present is the retarder 8th each exemplified as a hydrodynamic retarder, and as a so-called secondary retarder on the output shaft 6 the stepped transmission G arranged.

Die Wärmerückgewinnungseinrichtung 11, 11' ist jeweils vereinfacht dargestellt und umfasst neben der Expansionsmaschine 10 eine Speisepumpe 12, einen Verdampfer 13 und einen Kondensator 14, die in einem Clausius-Rankine-Kreisprozess miteinander zusammenwirken. Durch die Speisepumpe 12, die in den Ausführungsformen nach 1 und 2 von einem zugeordneten Elektromotor 15 antreibbar ist, wird ein flüssiges Arbeitsfluid in den Verdampfer 13 gefördert, wo das Arbeitsfluid durch die Zufuhr von Abwärme des Verbrennungsmotors VM, insbesondere durch die Zufuhr der in dem Abgas des Verbrennungsmotors VM enthaltenen Wärme, verdampft. In der nachfolgend angeordneten Expansionsmaschine 10 wird das Arbeitsfluid unter Abgabe eines Drehmomentes entspannt, bevor es in dem nachfolgenden Kondensator 14, z. B. gekühlt durch den Fahrtwind, kondensiert und wieder der Speisepumpe 12 zugeführt wird.The heat recovery device 11 . 11 ' is shown in a simplified form and includes the expansion machine 10 a feed pump 12 , an evaporator 13 and a capacitor 14 that work together in a Clausius-Rankine cycle. Through the feed pump 12 according to the embodiments 1 and 2 from an associated electric motor 15 is drivable, a liquid working fluid in the evaporator 13 promoted, where the working fluid by the supply of waste heat of the internal combustion engine VM, in particular by the supply of the heat contained in the exhaust gas of the internal combustion engine VM, evaporated. In the subsequently arranged expansion machine 10 The working fluid is released while releasing a torque before it in the subsequent capacitor 14 , z. B. cooled by the wind, condensed and again the feed pump 12 is supplied.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Expansionsmaschine 10 mit derselben Getriebewelle 6 wie der Retarder 8 in Triebverbindung steht, wobei die Expansionsmaschine 10 umfangsseitig versetzt zu dem Retarder 8 an dem Stufenschaltgetriebe G angeordnet ist. Dabei sind die Triebstufen 7, 9 der Expansionsmaschine 10 und des Retarders 8 unter Nutzung zumindest eines gemeinsamen getriebewellenseitigen Triebrades 16 miteinander gekoppelt. Vorliegend ist dies dadurch realisiert, dass die als Stirnrad-Hochtrieb ausgebildete Triebstufe 7 des Retarders 8 und die als Stirnrad-Untersetzungsgetriebe ausgebildete Triebstufe 9 der Expansionsmaschine 10 in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet sind und dasselbe getriebewellenseitige Triebrad 16 nutzen.According to the invention, it is now provided that the expansion machine 10 with the same transmission shaft 6 like the retarder 8th is in drive connection, wherein the expansion machine 10 circumferentially offset to the retarder 8th is arranged on the stepped gearbox G. Here are the drive stages 7 . 9 the expansion machine 10 and the retarder 8th using at least one common transmission-shaft-side drive wheel 16 coupled together. In the present case, this is realized in that the trained as a spur gear drive stage 7 of the retarder 8th and trained as a spur gear reducer drive stage 9 the expansion machine 10 are arranged in a common radial plane and the same transmission shaft side drive wheel 16 use.

Hierdurch ist zum einen eine Platz sparende triebtechnische Anbindung der Expansionsmaschine 10 an den Antriebsstrang 1, 1' gegeben. Zum anderen ist es hierdurch ermöglicht, das ein während der Fahrt von der Expansionsmaschine 10 abgegebenes Überschussdrehmoment, d. h. ein in der momentanen Betriebssituation des Kraftfahrzeugs unerwünschtes, aber aufgrund der Wärmezufuhr in den Verdampfer 13 vorliegendes Antriebsmoment, auf dem kürzesten Übertragungsweg, d. h. ohne die Belastung weiterer Bauteile des Antriebsstrangs 1, 1', reaktionsschnell durch ein entsprechend hohes oder erhöhtes Bremsmoment des Retarders 8 kompensiert werden kann. Dadurch dass das getriebewellenseitige Triebrad 16 der beiden Triebstufen 7, 9 jeweils über eine ein- und ausrückbare Haupt-Trennkupplung 17, 17' mit der Ausgangswelle 6 des Stufenschaltgetriebes G verbindbar und somit die beiden Triebstufen 7, 9 gemeinsam von der Ausgangswelle 6 abkoppelbar sind, ist diese Betriebsweise auch bei Fahrzeugstillstand und bei geringer Fahrgeschwindigkeit möglich, bei welchen der Retarder 8 im angekoppelten Zustand nicht mehr wirksam wäre.As a result, on the one hand, a space-saving technical connection of the expansion machine 10 to the drive train 1 . 1' given. On the other hand it makes it possible to do this while driving from the expansion machine 10 delivered excess torque, ie an undesirable in the current operating situation of the motor vehicle, but due to the heat input into the evaporator 13 Present drive torque, on the shortest transmission path, ie without the burden of other components of the drive train 1 . 1' , Reaction fast by a correspondingly high or increased braking torque of the retarder 8th can be compensated. Due to the fact that the drive shaft side drive wheel 16 the two drive stages 7 . 9 in each case via an engageable and disengageable main disconnect clutch 17 . 17 ' with the output shaft 6 the stepped transmission G connectable and thus the two drive stages 7 . 9 together from the output shaft 6 can be decoupled, this mode of operation is also possible when the vehicle is stationary and at low speeds, in which the retarder 8th would no longer be effective in the coupled state.

In der Ausführungsform des Antriebsstrangs 1 nach 1 ist die Haupt-Trennkupplung 17 als eine reibsynchronisierte Schaltkupplung ausgebildet. Zudem ist dori zwischen der Expansionsmaschine 10 und der zugeordneten Triebstufe 9 eine in Richtung zu der Triebstufe 9 sperrende Freilaufkupplung 18 angeordnet, durch welche die Expansionsmaschine 10 bei inaktiver Wärmerückgewinnungseinrichtung 11 selbsttätig von der Triebstufe 9 abgekoppelt und somit ein gegebenenfalls unerwünschtes Schleppmoment vermieden wird.In the embodiment of the powertrain 1 to 1 is the main disconnect clutch 17 designed as a friction-synchronized clutch. In addition, dori is between the expansion machine 10 and the associated drive stage 9 one towards the drive stage 9 locking overrunning clutch 18 arranged through which the expansion machine 10 with inactive heat recovery device 11 automatically from the drive stage 9 decoupled and thus an optionally undesirable drag torque is avoided.

In der Ausführungsform des Antriebsstrangs 1' nach 2 ist zwischen der Expansionsmaschine 10 und der zugeordneten Triebstufe 9 eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine 19 angeordnet. Zudem ist zwischen der Elektromaschine 19 und der Triebstufe 9 eine ein- und ausrückbare erste Trennkupplung 20 sowie zwischen der Expansionsmaschine 10 und der Elektromaschine 19 eine ein- und ausrückbare zweite Trennkupplung 21 angeordnet.In the embodiment of the powertrain 1' to 2 is between the expansion machine 10 and the associated drive stage 9 an electric machine that can be operated as a motor and as a generator 19 arranged. In addition, between the electric machine 19 and the drive level 9 an engageable and disengageable first disconnect clutch 20 as well as between the expansion machine 10 and the electric machine 19 an engageable and disengageable second separating clutch 21 arranged.

Bei eingerückter erster und zweiter Trennkupplung 20, 21 kann die Elektromaschine 19 im Generatorbetrieb zusätzlich oder alternativ zu dem Retarder 8 zur Kompensation eines Überschussmomentes der Expansionsmaschine 10 genutzt werden, wobei die Haupt-Trennkupplung 17' während der Fahrt eingerückt und bei Fahrzeugstillstand oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit ausgerückt ist.With engaged first and second disconnect clutch 20 . 21 can the electric machine 19 in generator mode additionally or alternatively to the retarder 8th to compensate for an excess torque of the expansion machine 10 be used, with the main disconnect clutch 17 ' engaged while driving and disengaged at vehicle standstill or at low speed.

Bei ausgerückter erster Trennkupplung 20 und eingerückter zweiter Trennkupplung 21 kann die Elektromaschine 19 im Generatorbetrieb unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zum Laden eines elektrischen Energiespeichers durch die Expansionsmaschine 10 und im Motorbetrieb zum beschleunigten Anfahren der Expansionsmaschine 10 verwendet werden.With disengaged first disconnect clutch 20 and engaged second disconnect clutch 21 can the electric machine 19 in generator mode, regardless of the driving speed of the motor vehicle for charging an electrical energy storage by the expansion machine 10 and in engine operation to accelerated startup of the expansion machine 10 be used.

Bei ausgerückter zweiter Trennkupplung 21 sowie eingerückter erster Trennkupplung 20 und eingerückter Haupt-Trennkupplung 17' kann die Elektromaschine 19 unabhängig von der Wärmerückgewinnungseinrichtung 11 als Motor zum zusätzlichen Antrieb des Kraftfahrzeugs oder als Generator zum Laden des elektrischen Energiespeichers betrieben werden.With disengaged second disconnect clutch 21 and engaged first disconnect clutch 20 and engaged main disconnect clutch 17 ' can the electric machine 19 regardless of the heat recovery device 11 be operated as a motor for additional drive of the motor vehicle or as a generator for charging the electrical energy storage.

Ebenso kann die Elektromaschine 19 vor dem Einrücken jeweils zur Synchronisierung der Trennkupplungen 17', 20, 21 verwendet werden, weshalb diese in der vorliegenden Ausführung des Antriebsstrangs 1' als kostengünstige unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgeführt sind.Likewise, the electric machine 19 before engaging each to synchronize the disconnect couplings 17 ' . 20 . 21 used, which is why these in the present embodiment of the powertrain 1' are designed as cost-effective unsynchronized jaw clutches.

Die Ausführungsform des Antriebsstrangs 1' nach 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform des Antriebsstrangs 1' nach 2 nur durch eine modifizierte Wärmerückgewinnungseinrichtung 11'. Bei dieser steht die Speisepumpe 12 über eine als Untersetzungsgetriebe ausgebildete Triebstufe 22 mit der Expansionsmaschine 10 in Triebverbindung, wodurch der zuvor vorhandene Elektromotor 15 eingespart werden kann. Demzufolge wird die Speisepumpe 12 nunmehr über die Triebstufe 22 von der Expansionsmaschine 10 angetrieben, was jedoch zum Anlaufen des Clausius-Rankine-Kreisprozesses einen kurzzeitigen Antrieb der Expansionsmaschine 10 und damit der Speisepumpe 12 durch die Elektromaschine 19 erfordert, bis der Kreisprozess selbsttätig weiterläuft.The embodiment of the drive train 1' to 3 differs from the embodiment of the powertrain 1' to 2 only by a modified heat recovery device 11 ' , This is the feed pump 12 via a trained as a reduction gear drive stage 22 with the expansion machine 10 in drive connection, whereby the previously existing electric motor 15 can be saved. As a result, the feed pump becomes 12 now via the drive stage 22 from the expansion machine 10 driven, which, however, to start the Clausius-Rankine cycle process a short-term drive of the expansion machine 10 and thus the feed pump 12 through the electric machine 19 requires until the cycle continues automatically.

Zwischen der Hochtreiberstufe 9 und der Expansionsmaschine können zusätzliche Hochtreiberstufen angeordnet sein, beispielsweise Stirnradstufen oder Planetensätze oder Kombinationen aus Stirnradstufen und Planetenradsätzen.Between the high driver level 9 and the expansion machine can be arranged additional Hochtreiberstufen, such as spur gears or planetary gear sets or combinations of spur gears and planetary gear sets.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Antriebsstrangpowertrain
22
Triebswelledrive shaft
33
Eingangswelleinput shaft
44
VorgelegewelleCountershaft
55
Hauptwellemain shaft
66
Ausgangswelleoutput shaft
77
Triebstufedrive level
88th
Retarderretarder
99
Triebstufedrive level
1010
Expansionsmaschineexpander
11, 1111, 11
Wärmerückgewinnungseinrichtungheat recovery device
1212
Speisepumpefeed pump
1313
VerdampferEvaporator
1414
Kondensatorcapacitor
1515
Elektromotorelectric motor
1616
TriebradTriebrad
17, 17'17, 17 '
Haupt-TrennkupplungMain clutch
1818
FreilaufkupplungOverrunning clutch
1919
Elektromaschineelectric machine
2020
Erste TrennkupplungFirst disconnect clutch
2121
Zweite TrennkupplungSecond separating clutch
2222
Triebstufe, UntersetzungsgetriebeDrive stage, reduction gear
GG
StufenschaltgetriebeMulti-speed transmission
G1G1
Erste VorwärtsgangstufeFirst forward gear
G2G2
Zweite VorwärtsgangstufeSecond forward gear
G3G3
Dritte VorwärtsgangstufeThird forward speed
GPGP
Bereichsgruppearea group
GVGV
SplitgruppeSplit group
HGHG
Hauptgetriebemain gearbox
KK
Anfahrelement, ReibungskupplungStarting element, friction clutch
K1K1
Erste EingangskonstanteFirst input constant
K2K2
Zweite EingangskonstanteSecond input constant
LL
LangsamfahrbereichSlow driving
RR
RückwärtsgangstufeReverse gear
SS
SchnellfahrbereichFast driving range
S1S1
Erstes SchaltpaketFirst switching package
S2S2
Zweites SchaltpaketSecond switching package
S3S3
Drittes SchaltpaketThird switching package
S4S4
Viertes SchaltpaketFourth switching package
VMVM
Verbrennungsmotorinternal combustion engine

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006036122 A1 [0005] DE 102006036122 A1 [0005]
  • EP 2177742 A1 [0006] EP 2177742 A1 [0006]
  • DE 102009028153 A1 [0007] DE 102009028153 A1 [0007]
  • US 6450283 B1 [0008, 0009, 0017] US 6450283 B1 [0008, 0009, 0017]

Claims (16)

Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (VM) mit einer Triebwelle (2), ein Stufenschaltgetriebe (G) mit einer über ein Anfahrelement (K) mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) in Triebverbindung stehenden oder verbindbaren Eingangswelle (3) und einer Ausgangswelle (6), eine mit einer der beiden Getriebewellen (3, 6) in Triebverbindung stehende Triebstufe (9), und eine über die Triebstufe (9) mit einer der beiden Getriebewellen (3, 6) in Triebverbindung stehende Expansionsmaschine (10) einer die Abwärme des Verbrennungsmotors (VM) nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung (11, 11') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsmaschine (10) mit derselben Getriebewelle (6) in Triebverbindung steht, wie eine mit einer Triebstufe (7) verbindbare Bremseinrichtung (8), wobei die Expansionsmaschine (10) umfangsseitig versetzt zu der Bremseinrichtung (8) an dem Stufenschaltgetriebe (G) angeordnet ist, und die Triebstufen (7, 9) der Expansionsmaschine (10) und der Bremseinrichtung (8) unter Nutzung zumindest eines gemeinsamen getriebewellenseitigen Triebrades (16) miteinander gekoppelt sind.Drive train of a motor vehicle having an internal combustion engine (VM) with a drive shaft ( 2 ), a stepped transmission (G) with a via a starting element (K) with the drive shaft ( 2 ) of the internal combustion engine (VM) in drive connection or connectable input shaft ( 3 ) and an output shaft ( 6 ), one with one of the two transmission shafts ( 3 . 6 ) in drive connection ( 9 ), and one via the drive stage ( 9 ) with one of the two transmission shafts ( 3 . 6 ) in drive connection expansion machine ( 10 ) of the waste heat of the internal combustion engine (VM) using heat recovery device ( 11 . 11 ' ), characterized in that the expansion machine ( 10 ) with the same transmission shaft ( 6 ) is in drive connection, such as one with a drive stage ( 7 ) connectable braking device ( 8th ), the expansion machine ( 10 ) circumferentially offset to the braking device ( 8th ) is arranged on the multi-step transmission (G), and the drive stages ( 7 . 9 ) of the expansion machine ( 10 ) and the braking device ( 8th ) using at least one common drive shaft side drive wheel ( 16 ) are coupled together. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsmaschine (10) über eine in Richtung der Triebstufe (9) sperrende Freilaufkupplung (18) oder eine ein- und ausrückbare erste Trennkupplung (20) mit der zugeordneten Triebstufe (9) verbunden bzw. verbindbar ist.Drive train according to claim 1, characterized in that the expansion engine ( 10 ) over one in the direction of the drive stage ( 9 ) locking overrunning clutch ( 18 ) or an engageable and disengageable first disconnect clutch ( 20 ) with the associated drive stage ( 9 ) is connected or connectable. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das getriebewellenseitige Triebrad (16) der beiden Triebstufen (7, 9) über eine ein- und ausrückbare Haupt-Trennkupplung (17, 17') mit der Getriebewelle (6) des Stufenschaltgetriebes (G) verbunden bzw. verbindbar ist.Drive train according to claim 1 or 2, characterized in that the drive shaft side drive wheel ( 16 ) of the two drive stages ( 7 . 9 ) via an engageable and disengageable main disconnect clutch ( 17 . 17 ' ) with the gear shaft ( 6 ) of the stepped transmission (G) is connected or connectable. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Expansionsmaschine (10) und der Freilaufkupplung (18) oder der ersten Trennkupplung (20) eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (19) angeordnet ist.Drive train according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the expansion machine ( 10 ) and the one-way clutch ( 18 ) or the first separating clutch ( 20 ) an electric machine which can be operated as a motor and as a generator ( 19 ) is arranged. Antriebsstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Expansionsmaschine (10) und der Elektromaschine (19) eine ein- und ausrückbare zweite Trennkupplung (21) angeordnet ist.Drive train according to claim 4, characterized in that between the expansion machine ( 10 ) and the electric machine ( 19 ) an engageable and disengageable second separating clutch ( 21 ) is arranged. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Trennkupplungen (17', 20, 21) als eine unsynchronisierte Klauenkupplung ausgebildet ist.Drive train according to one of claims 3 to 5, characterized in that at least one of the separating clutches ( 17 ' . 20 . 21 ) is designed as an unsynchronized jaw clutch. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Expansionsmaschine (10) und einer Speisepumpe (12) der Wärmerückgewinnungseinrichtung (11') eine unmittelbare oder untersetzte Triebverbindung (22) besteht.Drive train according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the expansion machine ( 10 ) and a feed pump ( 12 ) of the heat recovery device ( 11 ' ) an immediate or reduced drive connection ( 22 ) consists. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung ein Retarder (8) ist.Drive train according to one of claims 1 to 7, characterized in that the braking device is a retarder ( 8th ). Verfahren zur Steuerung des Kraftflusses in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (VM) mit einer Triebwelle (2), ein Stufenschaltgetriebe (G) mit einer über ein Anfahrelement (K) mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) in Triebverbindung stehenden oder verbindbaren Eingangswelle (3) und mit einer Ausgangswelle (6), eine über eine Triebstufe (7) mit einer der beiden Getriebewellen (3, 6) in Triebverbindung stehende Bremseinrichtung (8), und eine über eine Triebstufe (9) mit einer der beiden Getriebewellen (3, 6) in Triebverbindung stehende Expansionsmaschine (10) einer die Abwärme des Verbrennungsmotors (VM) nutzenden Wärmerückgewinnungseinrichtung (11, 11') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer triebtechnisch gekoppelten Anbindung der Expansionsmaschine (10) und der Bremseinrichtung (8) an dieselbe Getriebewelle (6) ein während der Fahrt von der Expansionsmaschine (10) abgegebenes Überschussmoment durch ein entsprechend hohes oder erhöhtes Bremsmoment der Bremseinrichtung (8) kompensiert wird.Method for controlling the power flow in a drive train of a motor vehicle having an internal combustion engine (VM) with a drive shaft ( 2 ), a stepped transmission (G) with a via a starting element (K) with the drive shaft ( 2 ) of the internal combustion engine (VM) in drive connection or connectable input shaft ( 3 ) and with an output shaft ( 6 ), one via a drive stage ( 7 ) with one of the two transmission shafts ( 3 . 6 ) Braking device in drive connection ( 8th ), and one via a drive stage ( 9 ) with one of the two transmission shafts ( 3 . 6 ) in drive connection expansion machine ( 10 ) of the waste heat of the internal combustion engine (VM) using heat recovery device ( 11 . 11 ' ), characterized in that in a drive technology coupled connection of the expansion machine ( 10 ) and the braking device ( 8th ) to the same transmission shaft ( 6 ) while driving from the expander ( 10 ) surrendered by a correspondingly high or increased braking torque of the braking device ( 8th ) is compensated. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer triebtechnisch gekoppelten Anbindung der Expansionsmaschine (10) und der Bremseinrichtung (8) über ein gemeinsames getriebewellenseitiges Triebrad (16) an die Getriebewelle (6) ein bei Fahrzeugstillstand oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit von der Expansionsmaschine (10) abgegebenes Überschussmoment nach dem Ausrücken einer zwischen dem getriebewellenseitigen Triebrad (16) und der Getriebewelle (6) angeordneten Haupt-Trennkupplung (17, 17') durch ein entsprechend hohes Bremsmoment der Bremseinrichtung (8) kompensiert wird.Method according to claim 9, characterized in that in the case of a drive-technologically coupled connection of the expansion machine ( 10 ) and the braking device ( 8th ) via a common drive shaft side drive wheel ( 16 ) to the gear shaft ( 6 ) at vehicle standstill or at low driving speed of the expansion machine ( 10 ) surrendered after disengagement of a between the transmission shaft side drive wheel ( 16 ) and the transmission shaft ( 6 ) arranged main disconnect clutch ( 17 . 17 ' ) by a correspondingly high braking torque of the braking device ( 8th ) is compensated. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei inaktiver Wärmerückgewinnungseinrichtung (11, 11') eine zwischen der Expansionsmaschine (10) und der zugeordneten Triebstufe (9) angeordnete erste Trennkupplung (20) ausgerückt wird.A method according to claim 9 or 10, characterized in that when inactive heat recovery device ( 11 . 11 ' ) one between the expansion machine ( 10 ) and the associated drive stage ( 9 ) arranged first separating clutch ( 20 ) is disengaged. Verfahren nach Anspruch 11, dass ein während der Fahrt von der Expansionsmaschine (10) abgegebenes Überschussmoment durch ein entsprechend hohes, im Generatorbetrieb erzeugtes Schleppmoment einer zwischen der Expansionsmaschine (10) und der ersten Trennkupplung (20) angeordneten Elektromaschine (19) kompensiert wird.Method according to claim 11, characterized in that during driving from the expansion machine ( 10 ) surplus torque delivered by a correspondingly high, generated in generator operation drag torque of a between the expansion machine ( 10 ) and the first separating clutch ( 20 ) arranged electric machine ( 19 ) is compensated. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei Fahrzeugstillstand oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit von der Expansionsmaschine (10) abgegebenes Überschussmoment nach dem Ausrücken der ersten Trennkupplung (20) durch ein entsprechend hohes, im Generatorbetrieb erzeugtes Schleppmoment der Elektromaschine (19) kompensiert wird. A method according to claim 11 or 12, characterized in that at vehicle standstill or at low driving speed of the expansion machine ( 10 ) delivered excess torque after disengaging the first clutch ( 20 ) by a correspondingly high, generated in generator operation drag torque of the electric machine ( 19 ) is compensated. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei inaktiver Wärmerückgewinnungseinrichtung (11, 11') eine zwischen der Expansionsmaschine (10) und der Elektromaschine (19) angeordnete zweite Trennkupplung (21) ausgerückt und die Elektromaschine (19) während der Fahrt bei eingerückter erster Trennkupplung (20) bedarfsweise als Motor zum zusätzlichen Antrieb des Kraftfahrzeugs oder als Generator zum Laden eines elektrischen Energiespeichers betrieben wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that when inactive heat recovery device ( 11 . 11 ' ) one between the expansion machine ( 10 ) and the electric machine ( 19 ) arranged second separating clutch ( 21 ) and the electric machine ( 19 ) while driving with engaged first disconnect clutch ( 20 ) is operated as needed as a motor for additional drive of the motor vehicle or as a generator for charging an electrical energy storage. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Trennkupplungen (17', 20, 21) vor dem Einrücken mittels der Elektromaschine (19) synchronisiert wird.Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that at least one of the separating couplings ( 17 ' . 20 . 21 ) before engagement by means of the electric machine ( 19 ) is synchronized. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremseinrichtung ein Retarder (8) verwendet wird.Method according to one of claims 9 to 15, characterized in that as braking means a retarder ( 8th ) is used.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3002279A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-22 Renault Sa HEAT RECOVERY SYSTEM FOR EXHAUST GASES IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102013205239A1 (en) * 2013-03-25 2014-09-25 Zf Friedrichshafen Ag Vehicle drive with a loss-heat exploiting expansion machine and method for operating such a vehicle drive
DE102013103829A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Recuperation system for a motor vehicle
FR3007697A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-02 Peugeot Citroen Automobiles Sa MOTOR PROPELLER SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE
WO2015156721A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Scania Cv Ab Arrangement in a vehicle comprising both a retarder and a whr- system
DE102015214735A1 (en) 2015-08-03 2017-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Heat recovery device for a motor vehicle powertrain
WO2018153600A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-30 Robert Bosch Gmbh Exhaust heat recovery system and a method for operating such an exhaust heat recovery system
FR3070725A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-08 IFP Energies Nouvelles KINETIC TURBOPOMPE WITH A DEVICE FOR VARIATION OF SPEED FOR A CLOSED CIRCUIT, IN PARTICULAR A RANKINE CYCLE TYPE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE
CN109747603A (en) * 2019-03-15 2019-05-14 西南交通大学 A kind of fluid pressure drive device of recyclable vehicle braking energy
EP2948348B1 (en) 2013-01-28 2019-08-14 Scania CV AB Retarder comprising a clutch device, vehicle comprising such a retarder and method for connection of a retarder
DE102020202659A1 (en) 2020-03-02 2021-09-02 Zf Friedrichshafen Ag Gear arrangement for a hybrid drive of a motor vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6450283B1 (en) 2000-11-27 2002-09-17 Michael Blake Taggett Waste heat conversion system
DE102006036122A1 (en) 2005-08-03 2007-02-08 Amovis Gmbh Power system for vehicles has an IC engine cooled by two coolant circuits and with some of the coolant converted into a gas phase to drive an expansion engine
DE102005058198A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-06 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Hybrid drive system operating method for vehicle, involves driving accessories and/or internal combustion engine and/or regenerative operated electrical machine by thermodynamic expansion machine and/or by powered electrical machine
DE102007052169A1 (en) * 2007-10-30 2009-05-07 Voith Patent Gmbh Drive train, in particular vehicle drive train
EP2177742A1 (en) 2007-02-05 2010-04-21 Voith Patent GmbH Power transmission with a fluid or steam-driven expansion machine
DE102009028153A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Zf Friedrichshafen Ag Drive device with an internal combustion engine and an expansion engine using a loss of heat
DE102009045979A1 (en) * 2009-10-26 2011-04-28 Robert Bosch Gmbh Drive device for electric vehicle, has expansion machine formed as gas turbine that has combustion chamber for mixture of fresh air and solid, liquid and/or gaseous fuel, where combustion chamber is connected upstream of turbine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6450283B1 (en) 2000-11-27 2002-09-17 Michael Blake Taggett Waste heat conversion system
DE102006036122A1 (en) 2005-08-03 2007-02-08 Amovis Gmbh Power system for vehicles has an IC engine cooled by two coolant circuits and with some of the coolant converted into a gas phase to drive an expansion engine
DE102005058198A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-06 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Hybrid drive system operating method for vehicle, involves driving accessories and/or internal combustion engine and/or regenerative operated electrical machine by thermodynamic expansion machine and/or by powered electrical machine
EP2177742A1 (en) 2007-02-05 2010-04-21 Voith Patent GmbH Power transmission with a fluid or steam-driven expansion machine
DE102007052169A1 (en) * 2007-10-30 2009-05-07 Voith Patent Gmbh Drive train, in particular vehicle drive train
DE102009028153A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Zf Friedrichshafen Ag Drive device with an internal combustion engine and an expansion engine using a loss of heat
DE102009045979A1 (en) * 2009-10-26 2011-04-28 Robert Bosch Gmbh Drive device for electric vehicle, has expansion machine formed as gas turbine that has combustion chamber for mixture of fresh air and solid, liquid and/or gaseous fuel, where combustion chamber is connected upstream of turbine

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2948348B1 (en) 2013-01-28 2019-08-14 Scania CV AB Retarder comprising a clutch device, vehicle comprising such a retarder and method for connection of a retarder
EP2948348B2 (en) † 2013-01-28 2023-02-22 Scania CV AB Retarder comprising a clutch device, vehicle comprising such a retarder and method for connection of a retarder
WO2014128393A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 Renault S.A.S. System for recuperating heat from the exhaust gases in an internal combustion engine
FR3002279A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-22 Renault Sa HEAT RECOVERY SYSTEM FOR EXHAUST GASES IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102013205239A1 (en) * 2013-03-25 2014-09-25 Zf Friedrichshafen Ag Vehicle drive with a loss-heat exploiting expansion machine and method for operating such a vehicle drive
DE102013103829A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Recuperation system for a motor vehicle
FR3007697A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-02 Peugeot Citroen Automobiles Sa MOTOR PROPELLER SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE
EP2821612A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-07 Peugeot Citroën Automobiles Sa Power train system for hybrid vehicle
WO2015156721A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Scania Cv Ab Arrangement in a vehicle comprising both a retarder and a whr- system
DE102015214735A1 (en) 2015-08-03 2017-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Heat recovery device for a motor vehicle powertrain
WO2018153600A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-30 Robert Bosch Gmbh Exhaust heat recovery system and a method for operating such an exhaust heat recovery system
FR3070725A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-08 IFP Energies Nouvelles KINETIC TURBOPOMPE WITH A DEVICE FOR VARIATION OF SPEED FOR A CLOSED CIRCUIT, IN PARTICULAR A RANKINE CYCLE TYPE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE
WO2019048319A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-14 IFP Energies Nouvelles Kinetic turbopump with speed-varying device for a closed circuit, particularly of the rankine cycle type, notably for a motor vehicle
JP2020532679A (en) * 2017-09-06 2020-11-12 イエフペ エネルジ ヌヴェルＩｆｐ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ｎｏｕｖｅｌｌｅｓ Momentum-transporting turbopump with speed-variable device for closed circuits, especially Rankine cycle type, especially automobiles
CN109747603A (en) * 2019-03-15 2019-05-14 西南交通大学 A kind of fluid pressure drive device of recyclable vehicle braking energy
CN109747603B (en) * 2019-03-15 2023-08-11 西南交通大学 Hydraulic driving device capable of recovering vehicle braking energy
DE102020202659A1 (en) 2020-03-02 2021-09-02 Zf Friedrichshafen Ag Gear arrangement for a hybrid drive of a motor vehicle
US11511616B2 (en) 2020-03-02 2022-11-29 Zf Friedrichshafen Ag Transmission arrangement for a vehicle hybrid drive

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