DE102014221187A1

DE102014221187A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, Bremssystem eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014221187A1
Application number: DE102014221187.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kain; Nico Schütze
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (58) zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2), bei dem ein Signal (62) zum Abbremsen erfasst und ein Schwungrad (30) eines Schwungmassensystems (26) mit einem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (2) gekoppelt wird. Das Schwungrad (30) wird von dem Rad (12) entkoppelt, wenn das Schwungrad (30) eine erste Grenzgeschwindigkeit (74) aufweist, und ein mit einem Druckspeicher (40) fluidtechnisch verbundener Hydraulikgenerator (36) wird mit einem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (2) gekoppelt. Die Erfindung betrifft ferner ein Bremssystem (46) eines Kraftfahrzeugs (2) sowie ein Kraftfahrzeugs (2) mit einem Bremssystem (46).

Description

Die Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs als auch ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Verbrennungsmaschine (Verbrennungsmotor) auf, mittels derer die Kraft für den Vortrieb des Kraftfahrzeugs erstellt wird. Sofern das Kraftfahrzeug abgebremst werden soll, werden üblicherweise Scheibenbremsen verwendet, mittels derer die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs aufgrund von Reibung in thermische Energie umgewandelt wird. Die thermische Energie wird in die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgeführt. Falls das Kraftfahrzeug einen Hybridantrieb aufweist, also einen Elektromotor, der mit Rädern des Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt ist, wird bei geeigneter Ansteuerung des Elektromotors die kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Die elektrische Energie wird in Akkumulatoren gespeichert und steht bei einem erneuten Beschleunigungsvorgang zur Verfügung. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad des Kraftfahrzeugs erhöht. Nachteilig hierbei ist, dass einerseits der als Generator wirkende Elektromotor zwingend vorhanden sein muss, was einen erhöhten Platzbedarf und ein erhöhtes Gewicht zur Folge hat. Zudem umfassen leistungsstarke Elektromotoren/Generatoren eine Anzahl Permanentmagnete aus seltenen Erdmetall-Legierungen. infolgedessen sind die Material- und Herstellungskosten des Kraftfahrzeugs erhöht. Andererseits sind die Akkumulatoren erforderlich, die ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweisen und bei Verwendung von Lithium oder Schwefelsäure erhöhte Anforderungen an eine Unfallsicherheit und eine Entsorgung stellen.
Eine Alternative hierzu ist die Verwendung eines mechanischen Schwungmassensystems mit einem Schwungrad. Zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs wird das Schwungrad mittels eines Vorschaltgetriebes mit einem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Infolgedessen wird kinetische Energie von dem Kraftfahrzeug in Rotationsenergie des Schwungrades umgewandelt. Somit wird das Kraftfahrzeug abgebremst sowie das Schwungrad beschleunigt. Hierbei ist eine Energieentnahme mittels des Schwungmassensystems lediglich bis zu einer Grenzgeschwindigkeit möglich. Bei Erreichen der Grenzgeschwindigkeit des Schwungrades in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, typischerweise einige 10.000 U/min., wird folglich zur weiteren Abbremsung des Kraftfahrzeugs bis zu einem Stillstand eine mechanische Bremse benötigt, wie eine Scheibenbremse. Folglich wird wiederum kinetische Energie in thermische Energie umgewandelt, die nach Abführung in die Umgebung nicht zur Verfügung steht.
Zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs wird das Schwungrad erneut mittels des Vorschaltgetriebes mit dem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt und Rotationsengerie von dem Schwungmassensystem auf das Rad des Kraftfahrzeugs übertragen, was zu einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs führt. Hierbei ist eine Beschleunigung ebenfalls lediglich bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit des Schwungrades möglich. Somit wird nicht die vollständig in dem Schwungmassensystem gespeicherte Energie zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs herangezogen, was den Wirkungsgrad des Schwungmassensystems weiter verringert.
Sofern zwischen Beschleunigung und Abbremsung des Kraftfahrzeugs eine vergleichsweise große Zeitdauer hegt, entlädt sich das Schwungmassensystem zudem selbstständig. Dies wird einerseits durch Reibung aufgrund der Lagerung des Schwungrades und andererseits durch einen Luftwiderstand des in einem z. T. vakuumierten Raum angeordneten Schwungrad hervorgerufen, der aufgrund vergleichsweise hoher Kosten typischerweise nicht vollständig luftleer ist. So beträgt typischerweise bei einer Zeitspanne zwischen Abbremsung und Beschleunigung des Kraftahrzeugs von zwei Minuten, was der üblichen Rotphase einer Ampel entspricht, der Verlust an gespeicherter Energie zwischen 3% und 5% der mittels des Schwungmassensystems maximal speicherbaren Energie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, ein besonders geeignetes Bremssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein besonders geeignetes Kraftfahrzeug anzugeben, wobei der Betrieb zweckmäßigerweise effizient und die Herstellungskosten gering sind.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich des Bremssystems durch die Merkmale des Anspruchs 8 und hinsichtlich des Kraftfahrzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs sieht vor, dass in einem ersten Schritt ein Signal zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs (Bremssignal) erfasst wird. Das Signal zum Abbremsen wird beispielsweise mittels eines sogenannten Bremspedals von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs erstellt. Alternativ erfolgt die Erstellung des Bremssignals mittels einer Steuereinheit oder eines Assistenzsystems, mittels derer ein Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug gehalten wird. Mittels des Bremssignals wird ein Wunsch nach einer Verlangsamung des Kraftfahrzeugs um einen bestimmten Betrag oder aber auch bis zu dessen Stillstand mitgeteilt. In einem sich hieran anschließenden Arbeitsschritt wird ein Schwungrad eines Schwungmassensystems mit einem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt.
Das Rad ist beispielsweise ein unangetriebenes Rad des Kraftfahrzeugs oder aber ein angetriebenes Rad (Antriebsrad), beispielsweise ist das Rad mittels einer Verbrennungsmaschine (Verbrennungskraftmaschine) angetrieben. Im Folgenden wird unter Rad insbesondere ein Bestandteil des Kraftfahrzeugs verstanden, mittels dessen ein Kontakt zu einer Fahrbahn erstellt ist. Mit anderen Worten ist bei Betrieb des Kraftfahrzeugs das Rad in Kontakt mit der Fahrbahn, sodass die Rotationsgeschwindigkeit des Rades proportional zur Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entlang der Fahrbahn ist. Insbesondere weist das Rad einen Reifen, beispielsweise aus einem Gummi, und/oder eine Felge auf. Aufgrund der Kopplung des Schwungrades mit dem Rad wird eine Rotationsbewegung des Rades verlangsamt und folglich das Kraftfahrzeug abgebremst. Infolgedessen wird das Schwungrad beschleunigt, sodass dieses eine Rotationsbewegung aufweist. Das Schwungmassensystem ist folglich nach Art eines Schwungmassenspeichers ausgestaltet und dient als Energiespeicher. Beispielsweise erfolgt die Kopplung des Schwungrades mittels eines Vorschaltgetriebes, das insbesondere nach Art eines Planetengetriebenes ausgestaltet ist.
Sobald die Geschwindigkeit des Schwungrades eine erste Grenzgeschwindigkeit aufweist, wird das Schwungrad von dem Rad entkoppelt. Die erste Grenzgeschwindigkeit entspricht hierbei zweckmäßigerweise der maximalen Geschwindigkeit, mittels derer das Schwungrad betreibbar ist, ohne eine Zerstörung des Schwungmassensystems befürchten zu müssen, beispielsweise aufgrund einer resonanten Anregung. Alternativ hierzu ist die erste Grenzgeschwindigkeit die zum maximal möglichen Energieübertrag von dem Rad auf das Schwungmassensystem korrespondierende Geschwindigkeit. Diese ist beispielsweise aufgrund der Konstruktion des Vorschaltgetriebes bedingt, sofern die Koppelung des Schwungrades mit dem Rad mittels eines derartigen Getriebes erfolgt. Beispielsweise ist die erste Grenzgeschwindigkeit das Minimum der beiden Geschwindigkeiten. Sobald das Schwungrad die erste Grenzgeschwindigkeit aufweist, wird das Schwungrad von dem Rad entkoppelt. Mit anderen Worten erfolgt keine Energieübertragung von dem Rad auf das Schwungrad. Folglich wird die Energieübertragung von dem Rad auf das Schwungrad beendet, wenn das Schwungrad die erste Grenzgeschwindigkeit aufweist. Infolgedessen rotiert das Schwungrad mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit. Beispielsweise rotiert das Rad nach Entkoppelung ebenfalls mit im Wesentlichen einer konstanten Geschwindigkeit, sofern das Rad und folglich auch das Kraftfahrzeug nicht mittels weiterer Bestandteile des Kraftfahrzeugs abgebremst werden.
Nach Entkoppelung des Schwungrades von dem Rad wird, insbesondere unverzüglich, also zeitlich direkt nachfolgend, oder aber mit einem Zeitversatz, oder aber mit einem Zeitüberlapp, beispielsweise eine Sekunde, ein Hydraulikgenerator mit einem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Sofern ein Zeitüberlapp vorhanden ist, ist dieser derart, dass der Hydraulikgenerator mit dem Schwungrad gekoppelt wird, wenn die Geschwindigkeit des Schwungrads gleich oder größer 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% oder 99% der ersten Grenzgeschwindigkeit ist.
Zweckmäßigerweise wird der Hydraulikgenerator mit dem gleichen Rad gekoppelt, mit dem in den vorherigen Arbeitsschritten das Schwungrad gekoppelt war. Ein Druckspeicher ist fluidtechnisch mit dem Hydraulikgenerator verbunden. In Folge der Kopplung des Hydraulikgenerators an das Rad wird der Hydraulikgenerator angetrieben und somit ein Fluid in den Druckspeicher gepumpt. Mit anderen Worten wird ein Überdruck innerhalb des Druckspeichers erstellt. Folglich wird Rotationsenergie des Rades in potentielle Energie des Druckspeichers umgewandelt. Somit wird das Kraftfahrzeug weiter abgebremst. Beispielsweise wird mittels des Hydraulikgenerators eine Flüssigkeit in den Druckspeicher gepumpt oder aber ein Gas. Zweckmäßigerweise wird mittels des Hydraulikgenerators das Fluid von einem Niederdruckspeicher in den als Hochdruckspeicher ausgestalteten Druckspeicher gepumpt.
Zusammenfassend wird das Rad zunächst aufgrund eines Energieübertrags auf das Schwungmassensystem und anschließend durch Energieübertrag auf den Druckspeicher abgebremst, wobei zwischen diesen beiden Arbeitsschritten beispielsweise ein zeitlicher Überlapp besteht, oder die zeitlich aufeinander folgen. Somit können die beiden Komponenten, der Druckspeicher und das Schwungmassensystem, vergleichsweise klein dimensioniert werden, was zu geringen Kosten und einem verringerten Gewicht führt. Auch kann auf diese Weise die Verteilung der Komponenten des Kraftfahrzeugs vergleichsweise gleichmäßig erfolgen, was zu einer gleichmäßigen Gewichtsverteilung führt. Zudem ist es ermöglicht, einen vergleichsweise hohen Anteil an kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs beim Abbremsen zu speichern. Insbesondere, falls die erste Grenzgeschwindigkeit der maximalen Betriebsgeschwindigkeit des Schwungrades oder aber der Geschwindigkeit entspricht, die zum maximalen Energieübertrag von dem Rad auf das Schwungmassensystem korrespondiert, ist aufgrund des Druckspeichers ein weiterer Bruchteil der kinetischen Energie speicherbar. Hierbei ist aufgrund der Verwendung des Schwungmassensystems und dessen vergleichsweise kompakter Abmessungen eine vergleichsweise kleine Dimensionierung des Druckspeichers möglich, da nicht die vollständige kinetische Energie des Kraftfahrzeugs mittels des Druckspeichers gespeichert werden muss.
Unter Kopplung ist hierbei jeweils insbesondere stets die Möglichkeit eines Übertrags von Energie von einer Komponente des Kraftfahrzeugs auf eine weitere Komponente des Kraftfahrzeugs verstanden, wobei bei Entkoppelung ein Energieübertrag nicht möglich ist. Beispielsweise erfolgt die Kopplung mechanisch, insbesondere mittels einer schaltbaren Kupplung, die zweckmäßigerweise nach Art eines Planetengetriebes oder zweier axial zueinander verschiebbarer Scheiben erstellt ist. Alternativ hierzu erfolgt die Kopplung beispielsweise mittels elektrischer oder magnetischer Felder.
Zweckmäßigerweise wird der in dem Druckspeicher vorherrschende statische Druck überwacht, insbesondere der Druck, den ein innerhalb des Druckspeichers angeordnetes Gaspolster aufweist. Sofern der Druck einem Grenzdruck entspricht, wird der Hydraulikgenerator von dem Rad entkoppelt. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall kein Energieübertrag von dem Rad auf den Druckspeicher. Der Grenzdruck entspricht zweckmäßigerweise dem maximalen Betriebsdruck des Druckspeichers. Sofern das Kraftfahrzeug sich bei Erreichen des Grenzdruckes des Druckspeichers noch mit einer Geschwindigkeit bewegt, und die Geschwindigkeit weiter verringert werden soll, wird das Kraftfahrzeug zweckmäßigerweise mittels weiterer Bremsen, beispielsweise einer Scheibenbremse abgebremst. Sofern der Grenzdruck nicht erreicht ist, oder aber eine Überwachung des Drucks des Druckspeichers nicht erfolgt, wird der Hydraulikgenerator vorzugsweise von dem Rad entkoppelt, falls das Kraftfahrzeug still steht, also das Kraftahrzeug keine Geschwindigkeit und somit keine kinetische Energie mehr aufweist, weshalb kein Energieübertrag mehr erforderlich ist. Somit ist bei einer anschließenden etwaigen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs kein Antrieb des Hydraulikgenerators erforderlich. Insbesondere wird ebenfalls bei Stillstand des Kraftfahrzeugs das Schwungrad von dem Rad entkoppelt, sofern diese Entkoppelung nicht bereits erfolgt ist, also, sofern das Schwungrad eine kleinere als die erste Grenzgeschwindigkeit aufweist.
Zweckmäßigerweise wird nach Entkopplung des Schwungrads die Geschwindigkeit des Schwungrads erfasst. Beispielsweise erfolgt die Erfassung im Wesentlichen kontinuierlich oder aber zu bestimmten diskreten Zeitpunkten, beispielsweise alle zehn Sekunden. Nach Entkoppelung des Schwungrades weist dieses die erste Grenzgeschwindigkeit auf. Sobald die Geschwindigkeit des Schwungrades unterhalb einer zweiten Grenzgeschwindigkeit gesunken ist, wird bevorzugt das Schwungrad mittels eines Hydraulikmotors angetrieben, der mit dem Druckspeicher fluidtechnisch verbunden ist. Ein derartiges Absinken wird z. B. aufgrund von Reibung hervorgerufen. Beispielsweise ist der Hydraulikmotor der Hydraulikgenerator, der in einem vorherigen Arbeitsschritt mit dem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt und beispielsweise entkoppelt wurde. Mit anderen Worten nimmt der Hydraulikgenerator die Funktion des Hydraulikmotors wahr. Das Antreiben des Schwungrades erfolgt zweckmäßigerweise so lange, solange der Druckspeicher einen positiven Druck aufweist. Mit anderen Worten wird die potentielle Energie des Druckspeichers in Rotationsenergie des Schwungrades überführt. Sofern ein Niederdruckspeicher vorhanden und der Druckspeicher als Hochdruckspeicher ausgestaltet ist, erfolgt ein Antreiben solange eine positive Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckspeicher und dem Hochdruckspeicher besteht, also der Druck des Hochdruckspeichers größer als der des Niederdruckspeichers ist. Beispielsweise ist die zweite Grenzgeschwindigkeit gleich 100%, 99,5%, 99%, 98,5%, 98%, 97%, 96%, 95%, 90%, 85% oder 80% der ersten Grenzgeschwindigkeit. Auf diese Weise wird dem Schwungmassensystem derjenige Anteil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs zugeführt, der mittels Kopplung des Schwungmassensystems allein an das Rad nicht auf das Schwungrad übertragbar ist, beispielsweise aufgrund konstruktiver Gegebenheiten, wie der des etwaigen Vorschaltgetriebes.
Geeigneterweise wird das Schwungrad mittels des Hydraulikmotors bis zur ersten Grenzgeschwindigkeit beschleunigt. Mit anderen Worten wird nach Erreichen der ersten Grenzgeschwindigkeit durch das Schwungrad der Antrieb des Schwungrads mittels des Hydraulikmotors beendet, auch wenn der Druckspeicher weiterhin einen positiven Druck aufweist. Zweckmäßigerweise wird hieran anschließend erneut die Geschwindigkeit des Schwungrads überwacht und bei Unterschreiten der zweiten Grenzgeschwindigkeit das Schwungrad erneut mittels des Hydraulikmotors auf die erste Grenzgeschwindigkeit beschleunigt. Infolgedessen ist die Geschwindigkeit des Schwungrades stets zwischen der ersten Grenzgeschwindigkeit und der zweiten Grenzgeschwindigkeit.
Zweckmäßigerweise wird ein Signal zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (Beschleunigungssignal) erfasst, beispielsweise nachdem das Kraftfahrzeug für eine bestimmte Zeitspanne stillstand. Das Beschleunigungssignal wird insbesondere mittels eines sogenannten Gaspedals oder eines Schalters, beispielsweise eines Knopfes eines Armaturenbretts oder eines Lenkrads („BOOST”-Schalter) erstellt. In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Schwungrad mit einem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt, zweckmäßigerweise mit dem gleichen Rad, mit dem das Schwungrad zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs gekoppelt wurde. Hierbei erfolgt die Kopplung des Schwungrades mit dem Rad des Kraftfahrzeugs zweckmigerweise lediglich dann, wenn das Schwungrad eine bestimmte Geschwindigkeit aufweist. In Folge der Kopplung wird Rotationsenergie des Schwungrades auf das Rad des Kraftfahrzeugs übertragen und das Kraftfahrzeug folglich beschleunigt. Zweckmäßigerweise erfolgt keine direkte Kopplung des Hydraulikgenerators/Hydraulikmotors mit dem Rad des Kraftfahrzeugs zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise wird die mittels des Schwungmassensystems gespeicherte Energie auf das Rad des Kraftfahrzeugs übertragen und dieses folglich beschleunigt, wobei die Kopplung vergleichsweise robust ist. Insbesondere, falls die Geschwindigkeit des entkoppelten Schwungrads erfasst wird, und falls bei Unterschreiten der zweiten Grenzgeschwindigkeit das Schwungrad erneut bis zur ersten Grenzgeschwindigkeit beschleunigt wird, ist auf diese Weise bei zeitlich aufeinanderfolgenden Beschleunigungsvorgängen stets im Wesentlichen die gleiche Energiemenge zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung, sodass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs stets eine im Wesentlichen konstante Beschleunigung wahrnimmt.
Zweckmäßigerweise wird bei Kopplung des Schwungrads mit dem Rad des Kraftfahrzeugs das Schwungrad mittels eines Hydraulikmotors angetrieben, der mit dem Druckspeicher fluidtechnisch verbunden ist. Auf diese Weise wird, sofern der Druckspeicher einen positiven Druck aufweist, potentielle Energie von dem Druckspeicher auf das Schwungmassensystem übertragen, der wiederum das Rad antreibt. Sofern die Geschwindigkeit des entkoppelten Schwungrades erfasst wird, und bei Unterschreiten der zweiten Grenzgeschwindigkeit das Schwungrad mittels des Hydraulikmotors angetrieben wird, wird insbesondere der gleiche Hydraulikmotor zum Antrieb des nunmehr mit dem Rad gekoppelten Schwungrads verwendet. Zweckmäßigerweise ist der das Schwungrad antreibende Hydraulikmotor der Hydraulikgenerator, der zum Abbremsen des Rads herangezogen wird. Der Antrieb des Schwungrads erfolgt geeigneterweise, bis keine potentielle Energie in dem Druckspeicher gespeichert ist, das Schwungrad die erste Grenzgeschwindigkeit aufweist, oder ein Übertrag von Energie von dem Druckspeicher auf das Schwungrad nicht mehr möglich ist. Aufgrund des Antreibens des gekoppelten Schwungrads wird dessen Geschwindigkeit erhöht und somit auch der Betrag der von dem Schwungmassensystem auf das Rad übertragenen Energie, wobei diese beispielsweise aufgrund konstruktiver Gegebenheiten, wie einer Ausgangswelle des Vorschaltgetriebes bedingt ist. Aufgrund des Energieübertrags von dem Druckspeicher auf das Schwungmassensystem ist hierbei die maximal zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs herangezogene Energie erhöht, die proportional zur Rotationsgeschwindigkeit einer Antriebswelle des Vorschaltgetriebes ist.
Zweckmäßigerweise wird das Signal zum Beschleunigen quantitativ ausgewertet. Geeigneterweise die von dem Schwungmassensystem auf das Rad übertragene Energiemenge in Abhängigkeit des Beschleunigungssignals eingestellt. Sofern das Beschleunigungssignal eine Schwelle überschreitet, wird beispielsweise das Rad oder aber ein weiteres Rad des Kraftfahrzeugs mittels einer Verbrennungsmaschine angetrieben. Alternativ oder in Kombination hierzu wird das Signal zum Abbremsen quantitativ ausgewertet und mit einem Grenzwert verglichen. Hierbei wird die von dem Rad auf das Schwungmassensystem und/oder den Druckspeicher übertragene Energiemenge in Abhängigkeit des Bremssignals eingestellt. Sofern das Bremssignal einen Grenzwert überschreitet, der beispielsweise dem maximalen Energieübertrag von dem Rad auf das Schwungmassensystem und/oder auf den Druckspeicher entspricht, wird das Rad und/oder weitere etwaige Räder des Kraftfahrzeugs mittels einer mechanischen Bremse abgebremst, beispielsweise einer Scheibenbremse. Folglich wird bei einer vergleichsweise starken Abbremsanforderung, die nicht ausschließlich mittels Übertrags auf einen der Energiespeicher erfolgen kann, das Kraftfahrzeug dennoch den Anforderungen entsprechend abgebremst, beispielsweise im Falle einer Notbremsung.
Das Bremssystem ist Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und weist ein Schwungmassensystem mit einem Schwungrad auf. Das Bremssystem umfasst ferner einen Druckspeicher sowie einen Hydraulikgenerator die fluidtechnisch miteinander verbunden sind. Zweckmäßigerweise umfasst das Bremssystem ein Vorschaltgetriebe, mittels dessen das Schwungrad und/oder der Hydraulikgenerator mit einem Rad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Insbesondere ist das Vorschaltgetriebe mittels einer Steuereinheit mit Steuersignalen beaufschlagt. Zumindest jedoch ist die Kopplung des Schwungrades und/oder des Hydraulikgenerators mittels der Steuereinheit einstellbar. Die Steuereinheit ist zweckmäßigerweise vorgesehen und eingerichtet, das Schwungrad mit dem Rad des Kraftfahrzeugs zu koppeln, sobald ein Signal zum Abbremsen erfasst ist. Ferner wird mittels der Steuereinheit das Schwungrad von dem Rad entkoppelt, wenn das Schwungrad eine erste Grenzgeschwindigkeit aufweist. Zudem wird mittels der Steuereinheit der Hydraulikgenerator zur Erstellung eines Überdrucks innerhalb eines Druckspeichers mit dem Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Insbesondere ist das Bremssystem derart ausgestaltet, dass es in Abhängigkeit von aktuellen Anforderungen sowohl dem Abbremsen als auch dem Beschleunigen des Kraftfahrzeugs dient, wobei dies zeitlich versetzt zueinander erfolgt.
Beispielsweise weist das Bremssystem ferner eine mechanische Bremse auf, beispielsweise eine Scheibenbremse, die zweckmäßigerweise ebenfalls mittels der Steuereinheit mit Steuersignalen beaufschlagt ist. Folglich weist das Bremssystem zwei Energiespeicher auf, von denen jeder vergleichsweise klein dimensioniert werden kann, was zu einem vergleichsweise niedrigen Gewicht und einem geringeren Platzbedarf führt. Hierbei können die Komponenten des Bremssystems vergleichsweise frei innerhalb des Kraftfahrzeugs positioniert werden, sodass der Platz des Kraftfahrzeugs optimal ausgenutzt wird. Folglich ist es möglich, das Bremssystem in bereits bestehende Kraftfahrzeuge zu integrieren. Zweckmäßigerweise ist der Hydraulikgenerator zudem als Hydraulikmotor betreibbar. Mit anderen Worten ist der Hydraulikgenerator für den 4-Quadrantenbetrieb ausgestaltet. Beispielsweise ist der Hydraulikmotor vorgesehen und eingerichtet ein Gas zu komprimieren bzw. mittels eines komprimierten Gas betrieben zu werden. Besonders bevorzugt wird jedoch als Arbeitsmedium eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl herangezogen. insbesondere wird bei Betrieb des Hydraulikgenerators die Flüssigkeit von einem Niederdruckspeicher in einen Hochdruckspeicher überführt, der mit maximal 180 bar bis 400 bar Überdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck beaufschlagt werden kann. Dahingegen weist bei Betrieb der Niederdruckspeichers einen Druck zwischen 6 bar und 15 bar auf.
Zweckmäßigerweise weist das Schwungmassensystem eine größere Energiespeicherkapazität auf als der Druckspeicher. Infolgedessen ist es ermöglicht, den Druckspeicher vergleichsweise klein zu dimensionieren. Da der Platzbedarf des Schwungmassensystems auch bei einer vergleichsweise hohen Energiespeicherkapazität gering ist, ist folglich der benötigte Platzbedarf des Bremssystems verringert. Zweckmäßigerweise ist die Energiespeicherkapazität des Schwungmassensystems zwischen 80 Wh und 100 Wh. Beispielsweise ist die Energiespeicherkapazität des Druckspeichers zwischen 20 Wh und kleiner als 50 Wh, insbesondere kleiner als 30 Wh. Auf diese Weise wird zur Energiespeicherung lediglich ein vergleichsweise geringes Volumen an Flüssigkeit innerhalb des Druckspeichers benötigt. Insbesondere ist das Flüssigkeitsvolumen kleiner oder gleich 20 Litern.
Das Kraftfahrzeug weist ein Bremssystem mit einem Schwungmassensystem und einem Druckspeicher auf, der fluidtechnisch mit einem Hydraulikgenerator verbunden ist. Zweckmäßigerweise wird zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs zunächst ein Schwungrad des Schwungmassensystems mit einem Rad, beispielsweise einem Antriebsrad, gekoppelt und bei Erreichen einer ersten Grenzgeschwindigkeit durch das Schwungrad, die Kopplung zwischen dem Schwungrad und dem Rad gelöst. In einem weiteren Arbeitsschritt, der zweckmäßigerweise zeitlich nachfolgend erfolgt, zumindest jedoch zeitlich über die Entkopplung des Schwungrades von dem Rad andauert, wird der Hydraulikgenerator zur Erzeugung eines Überdrucks innerhalb des Druckspeichers mit dem Rad gekoppelt. Folglich wird dem Rad Rotationsenergie entzogen, was das Kraftfahrzeug abbremst. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug eine Verbrennungsmaschine auf, die vorzugsweise nach dem Otto- oder Diesel-Verfahren arbeitet. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug, das zusätzlich einen Elektromotor zum Antrieb aufweist. Besonders bevorzugt jedoch ist das Kraftfahrzeug frei von einem weiteren Antrieb, wie einem Elektromotor. Mit anderen Worten ist der Antrieb des Kraftfahrzeugs elektromotorlos.
Nachfolgend wird ein Beispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Bremssystem,
2 in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb des Bremssystems, und
3, 4 weitere, optionale Verfahrensschritte.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 2 mit einer Verbrennungsmaschine 4 dargestellt, wie gemäß des Otto- oder Diesel-Prozess betrieben ist. Die Verbrennungsmaschine 4 ist mittels eines nicht dargestellten Getriebes und einer Kardanwelle 6 mit einem Differential 8 gekoppelt, das abtriebsseitig mit zwei ersten Wellen 10 mit jeweils einem daran angebundenen Rad 12 mechanisch gekoppelt ist. An jeder der ersten Wellen 10 ist eine Scheibenbremse 14 angebunden, die mittels einer ersten Datenleitung 16 mit einer Steuereinheit 18 signaltechnisch verbunden sind. Hierbei wird beispielsweise ein Druckbehälter der Scheibenbremsen 14 mittels der ersten Datenleitung 16 von der Steuereinheit 18 mit Steuerbefehl beaufschlagt.
Mit dem Differential 8 ist ein Vorschaltgetriebe 20 in Form eines Planetengetriebes mittels einer Eingangswelle 22 mechanisch verbunden, wobei das Vorschaltgetriebe 20 mittels einer zweiten Datenleitung 24 signaltechnisch mit der Steuereinheit 18 verbunden ist. Mittels des Vorschaltgetriebes 20 ist ein Schwungmassensystem 26 antreibbar, das eine zweite Welle 28 und ein daran befestigtes Schwungrad 30 aufweist, dessen maximale Drehzahl 60.000 U/min. beträgt. Hierbei beträgt die in dem Schwungmassensystem 26 maximal speicherbare Energie 100 Wh. Die Rotationsgeschwindigkeit des Schwungrads 30 um die mittels der zweiten Welle 28 gebildete Achse wird mittels eines Geschwindigkeitssensors 32 erfasst. Der Geschwindigkeitssensor 32 ist mittels einer dritten Datenleitung 34 mit der Steuereinheit 18 signaltechnisch verbunden.
Mit dem Vorschaltgetriebe 20 ist ferner ein für einen 4-Quadrantenbetrieb ausgelegter Hydraulikmotor 36 mittels einer dritten Welle 38 betreibbar, wobei bei Betrieb Öl von einem nichtdargestellten Niederdruckspeicher mittels einer Hydraulikleitung 39 in einen Druckspeicher 40 gepumpt wird, der auch als Hochdruckspeicher bezeichnet ist. Hierbei weist der Niederdruckspeicher einen Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck von zwischen 6 bar und 15 bar und der Druckspeicher 40 maximal einen Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck von zwischen 180 bar bis zu 400 bar auf. Die maximale Füllmenge des Öls des auf diese Weise gebildeten hydraulischen Systems ist kleiner oder gleich 20 Litern, was zu einem vergleichsweise geringen Gewicht führt. Die maximale Energiespeicherkapazität des Druckspeichers 40 beträgt dabei 30 Wh. Der Druck innerhalb des Druckspeichers 40 wird mittels eines Drucksensors 42 erfasst, der mittels einer vierten Datenleitung 44 signaltechnisch mit der Steuereinheit 18 verbunden ist. Die Scheibenbremsen 14, das Schwungmassensystem 26 sowie der Hydraulikmotor 36 und der damit verbundene Druckspeicher 40 sind Bestandteil eines Bremssystems 46 des Kraftfahrzeugs.
Mit der Steuereinheit 18 ist ferner ein sogenanntes Gaspedal 48 und ein Bremspedal 50 mittels einer fünften bzw. sechsten Datenleitung 52, 54 signaltechnisch verbunden. Ebenfalls wird die Verbrennungsmaschine 4 mittels einer siebten Datenleitung 56 mit Steuersignalen von der Steuereinheit 18 beaufschlagt.
Die Steuereinheit 18 führt ein in 2 dargestelltes Verfahren 58 aus, bei dem in einem ersten Arbeitsschritt 60 ein mittels des Bremspedals 50 erstelltes und über die sechste Datenleitung 54 übermitteltes Bremssignal 62 erfasst wird. In einem zweiten Arbeitsschritt 64 wird das Bremssignal 62 mit einem Grenzwert 66 verglichen. Mit anderen Worten wird das Signal zum Abbremsen (Bremssignal) 62 quantitativ ausgewertet, beispielsweise in dem die Stellung des Bremspedals 50 erfasst wird. Sollte das Bremssignal 62 oberhalb des Grenzwerts 66 Liegen, werden in einem dritten Arbeitsschritt 68 die Scheibenbremsen 14 aktiviert, was zu einer Abbremsung der ersten Wellen 10 und ebenfalls der mit den ersten Wellen 10 starr verbundenen Räder 12 führt. Infolgedessen wird das Kraftfahrzeug 2 abgebremst. Der Grenzwert 66 ist derart eingestellt, dass der dritte Arbeitsschritt 68 lediglich im Falle einer Notbremsung ausgeführt wird, wobei eine derartige Notbremsung insbesondere aus Sicherheitsgründen und/oder vorzugsweise abhängig von Umgebungsparametern erfolgt, wie einer Umgebungstemperatur und/oder einer Fahrbahnbeschaffenheit.
Nach dem zweiten Arbeitsschritt 64 wird ein vierter Arbeitsschritt 70 ausgeführt, unabhängig, ob dazwischen der dritte Arbeitsschritt 68 ausgeführt wurde. In dem vierten Arbeitsschritt 70 wird das Vorschaltgetriebe 20 über die zweite Datenleitung 24 angesteuert, was eine starre mechanische Kopplung der zweiten Welle 28 mit der Eingangswelle 22 zur Folge hat. Infolgedessen wird das Schwungrad 30 über die zweite Welle 28, das Vorschaltgetriebe 20, die Eingangswelle 22, das Differenzial 8 sowie die ersten Wellen 10 mit den Rädern 12 gekoppelt. Somit wird Rotationsenergie von den aufgrund einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 2 rotierenden Räder 12 auf das bis zum vierten Arbeitsschritt 70 still stehende Schwungrad 30 übertragen und dieses folglich beschleunigt. In einem fünften Arbeitsschritt 72 wird mittels des Geschwindigkeitssensors 32 die Geschwindigkeit des Schwungrads 30 erfasst und mittels der dritten Datenleitung 34 an die Steuereinheit 18 übermittelt.
Die erfasste Geschwindigkeit wird mit einer ersten Grenzgeschwindigkeit 74 verglichen. Die erste Grenzgeschwindigkeit 74 ist die Geschwindigkeit, auf die das Schwungrad 30 aufgrund der mechanischen Kopplung mittels des Vorschaltgetriebes 20 zwischen der Eingangswelle 22 und der zweiten Welle 28 maximal beschleunigt werden kann. Sollte diese Geschwindigkeit größer als eine konstruktiv vorgegebene Maximalgeschwindigkeit des Schwungrads 30 sein, beispielsweise bei einer Abbremsung des Kraftfahrzeugs 2 aus einer vergleichsweise großen Geschwindigkeit, wird die Maximalgeschwindigkeit als erste Grenzgeschwindigkeit 74 herangezogen. Die Maximalgeschwindigkeit beträgt beispielsweise konstruktionsbedingt 60.000 U/min. Sobald das Schwungrad 30 die erste Grenzgeschwindigkeit 74 aufweist, wird in einem sechsten Arbeitsschritt 76 das Vorschaltgetriebe 20 zur Entkoppelung des Schwungrads 30 von der Eingangswelle 22 und folglich auch zur Entkoppelung des Schwungrads 30 von den Rädern 12 angesteuert. Somit erfolgt nach Ausführung des sechsten Arbeitsschritts 76 kein Energieübertrag von den Rädern 12 auf das Schwungmassensystem 26.
In einem sich daran anschließenden sieben Arbeitsschritt 78 wird das Vorschaltgetriebe 20 derart angesteuert, dass mittels der Eingangswelle 22 die dritte Welle 38 angetrieben wird, was aufgrund der Eignung des Hydraulikmotors 36 für einen 4-Quadrantenbetrieb zu einem Pumpen von Öl in den Hochdruckspeicher 40 führt. Infolgedessen wird Rotationsenergie von den Rädern 12 in potentielle Energie des Druckspeichers 40 umgewandelt, was wiederum zu einer Abbremsung des Kraftfahrzeugs 2 führt. In einem achten Arbeitsschritt 80 wird mittels des Drucksensors 42 der in dem Druckspeicher 40 vorherrschende statische Druck überwacht. Sollte dieser einen Grenzdruck 82 überschreiten, der der maximal zulässige statische Druck ist, für den der Druckspeicher 40 ausgelegt ist, und der 400 bar beträgt, wird in einem neunten Arbeitsschritt 84 der Hydraulikmotor 36 von der Eingangswelle 22 durch Ansteuerung des Vorschaltgetriebes 20 entkoppelt. Infolgedessen wird keine Rotationsenergie von den Rädern 12 in potentielle Energie des Druckspeichers 40 umgewandelt. In diesem Fall werden die Scheibenbremsen 14 aktiviert, sofern diese noch nicht betätigt wurden, und sofern das Bremssignal 66 werter andauert. Der neunte Schritt 84 wird ebenfalls ausgeführt, also der Hydraulikmotor 36 von den Rädern 12 entkoppelt, falls im achten Arbeitsschritt 80 ein Stillstand 86 erfasst wurde, also falls die Räder 12 und die ersten Wellen 10 keine Rotationsbewegung mehr ausführen. Hieran anschließend wird ein zehnter Arbeitsschritt 88 ausgeführt, bei dem die fünfte und die sechste Datenleitung 52, 54, also die Stellung des Gaspedals 48 bzw. des Bremspedals 50 überwacht werden.
In 3 ist der zehnte Arbeitsschritt 88 dargestellt, sofern keine Signale über die fünfte und sechste Datenleitung 52, 54 an die Steuereinheit 18 übertragen werden, also weder eine Anforderung zur Beschleunigung noch zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs 2 vorliegen. Dies tritt beispielsweise bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs 2 während einer roten Ampelphase auf. In einem elften Arbeitsschritt 90 wird die fünfte und die sechste Datenleitung 52, 54 auf eine Abwesenheit eines Signals überwacht. Sofern diese Bedingung erfüllt ist, wird in einem zwölften Arbeitsschritt 92 mittels des Geschwindigkeitssensors 32 die Geschwindigkeit des Schwungrades 30 überwacht und mit einer zweiten Grenzgeschwindigkeit 94 verglichen. Ein derartiges Absinken wird beispielsweise aufgrund von Reibung im Bereich der Lagerung des Schwungrades 30 hervorgerufen. Sobald die Geschwindigkeit des Schwungrades 30 geringer als die zweite Grenzgeschwindigkeit 94 ist, wird in einem dreizehnten Arbeitsschritt 96 das Vorschaltgetriebe 20 derart angesteuert, dass die zweite Welle 28 mit der dritten Welle 38 gekoppelt ist. Dabei ist die Eingangswelle 22 sowohl von der zweiten als auch von der dritten Welle 28, 38 entkoppelt. In einem vierzehnten Arbeitsschritt 98 wird der Hydraulikmotor 36 mittels des Druckspeichers 40 betrieben und folglich das Schwungrad 30 angetrieben, wobei die potentielle Energie des Druckspeichers 40 in Rotationsenergie des Schwungrads 30 übertragen wird. Die Beschleunigung erfolgt bis das Schwungrad erneut die erste Grenzgeschwindigkeit 74 aufweist, was mittels des Geschwindigkeitssensors 32 überwacht wird. Sobald dies der Fall ist, wird einem fünfzehnten Arbeitsschritt 100 die Kopplung des Hydraulikmotors 36 mit dem Schwungrad 30 aufgelöst. Hierfür wird das Vorschaltgetriebe 20 geeignet angesteuert. Infolgedessen erfolgt kein Übertrag der potentiellen Energie des Druckspeichers 40 auf das Schwungmassensystem 26. Hieran anschließend wird erneut der zwölfte Arbeitsschritt 92 ausgeführt, solange die fünfte und die sechste Datenleitung 52, 54 frei von Signalen sind.
In 4 ist der zehnte Arbeitsschritt 88 dargestellt, wenn die fünfte Datenleitung 52 nicht frei von Signalen ist. Mit anderen Worten liegt eine Beschleunigungsanforderung an das Kraftfahrzeug 2 vor, die mittels des Gaspedals 48 erstellt ist. In einem sechszehnten Arbeitsschritt 102 wird ein Beschleunigungssignal 104 erfasst, das von dem Gaspedal 48 mittels der fünften Datenleitung 52 an die Steuereinheit 18 übertragen wird. Das Signal zum Beschleunigen (Beschleunigungssignal) 104 wird quantitativ ausgewertet. Sofern das Beschleunigungssignal 104 vergleichsweise groß ist, wird ein siebzehnter Arbeitsschritt 106 ausgeführt, bei dem die Verbrennungsmaschine 4 geeignet angesteuert wird, sodass von dieser die Kardanwelle 6 und folglich auch die Räder 12 angetrieben werden. Unabhängig von dem siebzehnten Arbeitsschritt 106 wird ein achtzehnter Arbeitsschritt 108 ausgeführt, bei dem das Schwungrad 30 mit den Rädern 12 gekoppelt wird. Mit anderen Worten wird das Vorschaltgetriebe 20 derart angesteuert, dass ein Energieübertrag von dem Schwungmassensystem 26 auf die ersten Wellen 10 erfolgt. infolgedessen wird das Schwungrad 30 abgebremst und die Räder 12 beschleunigt, was zu einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 2 führt.
Hieran anschließend wird ein neunzehnter Arbeitsschritt 110 ausgeführt, bei dem mittels des Drucksensors 42 der statische Druck des Druckspeichers 40 überwacht wird. Sofern dieser positiv ist, also sofern mittels des Druckspeichers 40 potentielle Energie gespeichert ist, wird bei Absinken der Geschwindigkeit des Schwungrads 30 in einem zwanzigsten Arbeitsschritt 112 der Hydraulikmotor 36 mit dem Schwungrad 30 gekoppelt. In einem sich hieran anschließenden einundzwanzigsten Arbeitsschritt 114 wird das aufgrund des Energieübertrags auf die Räder 12 verlangsamte Schwungrad 30 mittels des Hydraulikmotors 36 angetrieben. Mit anderen Worten wird potentielle Energie des Druckspeichers 40 in Rotationsenergie des Schwungrads 30 umgewandelt, wobei der Energieübertrag derart erfolgt, dass die Geschwindigkeit des Schwungrads 30 stets unterhalb der ersten Grenzgeschwindigkeit 74 verbleibt. Folglich ist der Hydraulikmotor 36 nicht direkt mit den Rädern 12 gekoppelt. Mit anderen Worten wird die potentielle Energie des Druckspeichers 40 nicht direkt in Rotationsenergie der Räder 12 umgewandelt.
Aufgrund des Übertrags der Energie auf das Schwungrad 30 ist ein Antrieb der Räder 12 auch bei vergleichsweise hohen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs 2 möglich, was anderweitig ohne Antrieb durch den Hydraulikmotor 36 aufgrund des mittels des Vorschaltgetriebes 20 konstruktiv vorgegebenen Verhältnisses der Drehzahlen zwischen der zweiten Welle 28 und der Eingangswelle 22 nicht möglich ist. Sofern kein Energieübertrag von dem Schwungmassensystem 26 auf die Räder 12 möglich ist, beispielsweise weil weder in dem Druckspeicher 40 noch in dem Schwungmassensystem 26 Energie gespeichert ist, wird in einem zweiundzwanzigsten Arbeitsschritt 116 das Schwungrad 30 von der Eingangswelle 22 entkoppelt und folglich das Schwungmassensystem 26 von den Rädern 12 entkoppelt.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Kraftfahrzeug
4: Verbrennungsmaschine
6: Kardanwelle
8: Differential
10: erste Welle
12: Rad
14: Scheibenbremse
16: erste Datenleitung
18: Steuereinheit
20: Vorschaltgetriebe
22: Eingangswelle
24: zweite Datenleitung
26: Schwungmassensystem
28: zweite Welle
30: Schwungrad
32: Geschwindigkeitssensor
34: dritte Datenleitung
36: Hydraulikmotor
38: dritte Welle
39: Hydraulikleitung
40: Druckspeicher
42: Drucksensor
44: vierte Datenleitung
46: Bremssystem
48: Gaspedal
50: Bremspedal
52: fünfte Datenleitung
54: sechste Datenleitung
56: siebte Datenleitung
58: Verfahren
60: erster Arbeitsschritt
62: Bremssignal
64: zweiter Arbeitsschritt
66: Grenzwert
68: dritter Arbeitsschritt
70: vierter Arbeitsschritt
72: fünfter Arbeitsschritt
74: erste Grenzgeschwindigkeit
76: sechster Arbeitsschritt
78: siebter Arbeitsschritt
80: achter Arbeitsschritt
82: Grenzdruck
84: neunter Arbeitsschritt
86: Stillstand
88: zehnter Arbeitsschritt
90: elfter Arbeitsschritt
92: zwölfter Arbeitsschritt
94: zweite Grenzgeschwindigkeit
96: dreizehnter Arbeitsschritt
98: vierzehnter Arbeitsschritt
100: fünfzehnter Arbeitsschritt
102: sechzehnter Arbeitsschritt
104: Beschleunigungssignal
106: siebzehnter Arbeitsschritt
108: achtzehnter Arbeitsschritt
110: neunzehnter Arbeitsschritt
112: zwanzigster Arbeitsschritt
114: einundzwanzigster Arbeitsschritt
116: zweiundzwanzigster Arbeitsschritt

Claims

Verfahren (58) zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2), bei dem – ein Signal (62) zum Abbremsen erfasst wird, – ein Schwungrad (30) eines Schwungmassensystems (26) mit einem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (2) gekoppelt wird, – das Schwungrad (30) von dem Rad (12) entkoppelt wird, wenn das Schwungrad (30) eine erste Grenzgeschwindigkeit (74) aufweist, und – ein mit einem Druckspeicher (40) fluidtechnisch verbundener Hydraulikgenerator (36) mit einem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (2) gekoppelt wird.
Verfahren (58) nach Anspruch 1, bei dem – bei Stillstand (86) des Kraftfahrzeugs (2), oder wenn der Druckspeicher (40) einen Grenzdruck (82) aufweist, der Hydraulikgenerator (36) von dem Rad (12) entkoppelt wird.
Verfahren (58) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem – die Geschwindigkeit des entkoppelten Schwungrads (30) erfasst wird, – bei einer Geschwindigkeit des Schwungrads (30) unterhalb einer zweiten Grenzgeschwindigkeit (94) und einem positiven Druck des Druckspeichers (40) das Schwungrad (30) mittels eines mit dem Druckspeicher (40) fluidtechnisch verbundenen Hydraulikmotors (36) angetrieben wird.
Verfahren (58) nach Anspruch 3, bei dem das Schwungrad (30) bis zur ersten Grenzgeschwindigkeit (74) beschleunigt wird.
Verfahren (58) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem – ein Signal (104) zum Beschleunigen erfasst wird, – das Schwungrad (30) mit dem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (2) gekoppelt wird.
Verfahren (58) nach Anspruch 5, bei dem bei einem positiven Druck des Druckapeichers (40) das Schwungrad (30) mittels eines mit dem Druckspeicher (40) fluidtechnisch verbundenen Hydraulikmotors (36) angetrieben wird.
Verfahren (58) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Rad (12) mittels einer mechanischen Bremse (14) abgebremst wird, wenn das Signal (62) zum Abbremsen oberhalb eines Grenzwerts (66) ist.
Bremssystem (46) eines Kraftfahrzeugs (2), das ein Schwungmassensystem (26) mit einem Schwungrad (30) und einen mit einem Druckspeicher (40) fluidtechnisch verbundener Hydraulikgenerator (36) aufweist, und das insbesondere gemäß einem Verfahren (58) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben ist.
Bremssystem (46) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass des Schwungmassensystem (26) eine größere Energiespeicherkapazität aufweist, als der Druckspeicher (40), wobei die Energiespeicherkapazität des Schwungmassensystems (26) insbesondere zwischen 80 Wh und 100 Wh und/oder die Energiespeicherkapazität des Druckspeichers (40) zwischen 20 Wh und 30 Wh ist.
Kraftfahrzeug (2) mit einem Bremssystem (46) nach Anspruch 8 oder 9.