DE19737871A1 - Hybridantriebe für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb - Google Patents

Hybridantriebe für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb

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DE19737871A1
DE19737871A1 DE19737871A DE19737871A DE19737871A1 DE 19737871 A1 DE19737871 A1 DE 19737871A1 DE 19737871 A DE19737871 A DE 19737871A DE 19737871 A DE19737871 A DE 19737871A DE 19737871 A1 DE19737871 A1 DE 19737871A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Definition von Grund Softwarepaketen im Zusammenhang mit unterschied­ lichen neuen Merkmalsgruppen, die bei Allradantrieben für Fahrzeuge mit Hybridantrieb vorhanden sein müssen, um sie sicherer und wirtschaftlicher zu machen.
Durch diese Maßnahmen werden diese Systeme aber teuer und reparaturanfällig, allein schon deswegen, weil zwei eigenständige Antriebsmaschinen vorhanden sind. Für die Wartung sind Spezialwerkstätten erforderlich.
Batterien oder ein anderer Energiespeicher sind darüber hinaus erforderlich, wenn Streckenvorteile erwirtschaftet werden sollen. Diese Speicher sind nicht nur teuer und gewichtsaufwendig, sie stellen auch den größten Stör­ faktor dar.
Diese bekannten Fakten sprechen gegen Hybrid Systeme in Fahrzeugen.
Andererseits benötigen diese Systeme weniger Primärenergie und belasten die Umwelt im geringerem Maße. Daher beschäftigen sich Industrie, Wirtschaft und Politik global mit Hybridsystemen. In den USA wird bis zur Jahrtausendwende zur Erforschung dieser Systeme überregional eine Milliarde Dollar investiert.
Man kann davon ausgehen, daß regional noch einmal der gleiche Betrag zum Einsatz kommen muß, um die anstehenden Probleme so lösen zu können, damit auch ein unbedarfter Fahrer diese Hybridfahrzeuge fahren, nutzen und finanzieren kann.
Da diese Themen ein zu großes Spektrum abdecken, sollen sich die Patentansprüche, ausgehend von zwei Hauptmerkmalsgruppen dieser Anmeldung, nur auf die letztgenannte der beiden Gruppen beziehen.
Erfindungsgemäß wird unterschieden zwischen
  • 1. Serien-Hybridysten und
  • 2. Parallel-Hybridsistemen.
Zur Merkmalsgruppe 1, den Serien-Hybrid-systemen gehören Anwendungen, die unter Anderem: gemäß Seite 69 meiner allgemeinen Beschreibung entsprechend "M69" Beschreibung: ab "M51" definiert werden und zwar:
  • 1. Die ESR-Studie der Firma Mitsubishi ausgestellt 1993 auf der IAA Frankfurt.
Ein in diese Gruppe gehörendes Patent wird gehalten von der Magnetmotor Gesellschaft: Patent Nr. 4 000 678.
Zwei wesentliche Nachteile sprechen gegen die globale Verwendung dieser Systeme, auch dann, wenn sie verbessert werden.
  • - Es wird nur eine Achse angetrieben und zwar über Sekundärenergie. Sekundärenergie ist teuer und unwirtschaftlich. Sekundärenergie, der "Steckdose" entnommen und bezogen auf Gas, ist fast viermal so teuer wie Primärenergie. Der Grund liegt bei den Generierungs-, Umwandlungs- und Übertragungs­ verlusten.
  • - Bedingt durch den Serienantrieb addieren sich (Bool) algebraisch die Fehlerquellen. Fällt ein Glied in der Kette aus, fällt das Gesamtsystem aus. Das schwächste Glied in dieser Kette ist die Batterie. Ist sie defekt, kann das Gesamtsystem funktionslos werden, wodurch der in Hybridsystemen doppelt vorhandene Primärantrieb seine Bedeutung als redundanter Fahrzeugantrieb verliert
Sollen Begriffe wie Sicherheit und Verfügbarkeit im Zusammenhang mit zwei Hauptmaschinen, die bei Hybridsystem vorhanden sind, realisiert werden, dann ist erfindungsgemäß von redundanten (wechselweise verfügbaren) Systemen auszugehen. Damit bietet sich der zweiachsige Fahrzeugantrieb auf der Basis der Merkmalsgruppe 2 in Form von
Parallel-Hybridsystemen,
an, womit ich mich fast ausschließlich in meiner anliegenden Studie, die auch die Beschreibung der Probleme beinhaltet und Lösungen aufzeigt, beschäftige. Diese Studie ist daher vorläufig Bestandteil dieser Anmeldung, um Nachtragsanmeldungen zu ermög­ lichen.
Folgende Hybridsysteme sind bezogen auf das Spektrum der Merkmalsgruppe 2 bekannt:
A) Parallel-Hybrid-Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug elektrisch durch vier E-Motore, die direkt mit den Antriebsrädern gekuppelt sind, angetrieben wird. Siehe hierzu u. a. die European Patent Application Nr. 0 083 557. Das bedeutet auf der einen Seite Aufwand, das bedeutet aber auch Sicherheit, weil der Erfinder eine ausreichende Redundance bei der Versorgung der Motore eingeplant hat. Das bedeutet leider nicht Wirtschaftlichkeit, denn die gesamte Antriebsenergie ist Sekundärenergie, die mit hohen Umformungsverlusten behaftet ist. Man macht keinen großen Fehler, wenn man sagt
Sekundärenergie, in dieser Form verfügbar gemacht, bedeutet, daß man höchstens zwei Drittel der verfügbaren Primärenergie ausnutzen kann.
Um es genauer zu sagen: Mehr als ein Drittel der verfügbaren Antriebsleistung sind Umwandlungs­ verluste. Dies ist einer der Hauptgründe dafür, daß ein Patent wie dieses, daß 1982 entstand, sich nicht durchsetzt, denn Verluste können nur durch höheren Brennstoffverbrauch kompensiert werden und genau den will man einsparen. Diese Feststellung gilt also nicht nur für Serien-Hybrid-Systeme, sondern auch für Parallel-Hybridsysteme der einfachen Ausführung.
B) Die Minimalforderung für ein Parallel-Hybridsystem dieser Anmeldung, ist darin zu sehen, daß das Fahrzeug über zwei Achsen angetrieben wird, wobei die eine Achse durch einen thermischen und die andere Achse als Hilfsantrieb über einen Elektromotor angetrieben wird, der selektiv zuschaltbar ist und von der Fahrzeugbatterie, die vom thermischen Antrieb über einen Generator geladen, mit Strom versorgt wird. Patentschrift: Dana Corp, Toledeo, Ohio: 2929 497.
  • - Nachteil: Der E-Antrieb ist ein "zusätzlicher" Hilfsantrieb, der nur bei niedriger Geschwindigkeit nutzbar ist.
  • - Vorteil: Es handelt sich um einen zweiachsigen Antrieb und damit um einen eingeschränkt redundanten Antrieb.
C) Parallel-Hybridsystem Audi Duo. Siehe "M94" und "M160". Zugehöriges Patent: Nr. 3940 172.
Über ein gemeinsames Getriebe wird die gemeinsame Antriebsachse, siehe "M168", wechselweise thermisch oder elektrisch angetrieben.
Das ist in sofern ein Kompromiß, weil im Zentrum des Fahrzeugs ein sehr kompliziertes Vorgelege eingebaut ist, über das, wegen seiner Doppelfunktionen, viele Merkmalsgruppen miteinander verknüpft werden. Fällt eines dieser Systeme aus, ist das Gesamtsystem in Frage gestellt. In sofern ist der Audi Duo eigentlich kein Parallel-Hybridsystem, obwohl der reine thermische Antrieb uneingeschränkt vom elektrischen Antrieb erfolgt.
Denkbar ist, daß vorgenannter Kompromiß, ausgehend von einem Verkaufspreislimit von DM 60.000 gemacht wurde, um die einleitend genannten hohen (zu hohen) Kosten, die für die Realisierung verkaufsfähiger Hybridsysteme erforderlich sind, in sinnvollen Grenzen zu halten.
Ein weiterer Kompromiß des Audi Duo's liegt darin, daß sowohl der thermische als auch der elektrische Antrieb zum bekannten Standard gehören und im Vergleich zu dieser Anmeldung sich statistisch deswegen ein schlechterer Wirkungsgrad ergibt, weil die Antriebe zwar weitgehend eigenständig sind, bedingt durch das gemeinsame Getriebe sich aber nicht ergänzen, wodurch der thermische Antrieb über weite Bereiche, stufig geschaltet, an die Fahrzeuggeschwindigkeit geknüpft ist und daher in unwirtschaftlichen Drehzahl- und Leistungsbereichen betrieben werden muß.
Um das zu verdeutlichen, ergeben sich folgende physikalische Grundlagen, die dem derzeitigen Stand der Technik entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Verbrauch für den thermischen Antrieb, dem eines Fahrzeugs mit Schaltgetriebe entspricht, bei dem der Wirkungsgrad trotz der teuren Elektrik nicht verbessert wurde.
  • - für den elektrischen Hauptantrieb, sich deswegen ein schlechter Wirkungsgrad ergibt, weil er, wie im Anwendungsfall "A" mit unwirtschaftlicher und teurer Sekundärenergie betrieben wird.
Audi wollte, die Vorteile herausstreichen, die sich mit der Mehrfachnutzung der Hauptbaugruppen ergeben, dadurch gekennzeichnet daß
  • - der elektrische Antriebsmotor, auch gleichzeitig als Generator geschaltet, der Batterieladung dient,
  • - das Getriebe für beide Antriebsarten genutzt wird.
In beiden Fällen entstehen Preis und Gewichtsvorteile. Im Notfall kann zwar entweder der thermische oder der elektrische Antrieb verfügbar werden, wenn davon ausgegangen wird, daß das Getriebe und alle damit verknüpften Merkmalsgruppen, nicht defekt sind. Von einem redundanten System kann, ausgehend von der Vielzahl der Verknüpfungen, nicht ausgegangen werden.
Ein wesentlicher Mangel ist darin zu sehen, daß die Addition der beiden Antriebsleistungen, also die Unterstützung des thermischen Antriebs, wegen des gemeinsamen Getriebes nicht möglich ist.
Bezogen auf "M94" bedeutet das, Verzicht auf Addition der Leistung des thermischen Antriebs von 66 kW mit der Leistung des elektrischen Antriebs von 21 kW zu einer Gesamtleistung von 81 kW, die als Spitzenleistung sogar erheblich angehoben werden kann, weil E-Motore kurzzeitig überlastbar sind.
Darüber hinaus wurde beim Duo, ebenfalls aus Preisgründen das Gewicht der Batterie unverhältnis­ mäßig hoch zugelassen.
Kritiker werden sagen, daß beim Audi Duo der Fahrer mit seiner viel zu schweren Batterie unterwegs ist, wodurch die Zuladung des Fahrzeugs auf 350 Kilogramm begrenzt werden mußte.
Aus diesem Grunde liegt meiner Anmeldung die Minimierung der Batterieleistung zugrunde, wodurch nicht nur die Batteriegewichte sekundär werden, sondern primär der Wirkungsgrad deswegen steigt, weil die Umwandlungsverluste dadurch minimiert werden, daß die Batteriekapazität, je nach Anwendungsfall durch diese Maßnahmen ebenfalls verringert wird.
D) die Studie Next von Renault. Siehe "M123".
Auch bei dem Parallel-Hybrid Next ist der E-Antrieb "nur" ein Hilfsantrieb der das Fahrzeug elektrisch ohne Schalt- oder Automatikgetriebe bis zu einer Fahrzeug­ geschwindigkeit von 40 km/h antreibt. Danach wirkt der thermische Antrieb.
Allerdings können auch beide Antriebe genutzt werden. Renault begründet seine Studie mit Streckenvorteilen, die sich aus dem E-Antrieb bei kleinen Fahrzeug­ geschwindigkeiten ergeben.
Die vorgenannten zum Teil schwerwiegenden Probleme versucht der Daimler Benz Konzern mit seinem Patent Nr. 43 06 381, daß unter Punkt F beschrieben wird, zu ignorieren, so daß beim Einbau dieser Innovation der "Elchtest" "wie gehabt" negativ ausfallen wird, es sei denn, Mercedes baut hier nachträglich stabilisierende Systeme ein, wie bei der neuen A-Klasse auch. Hier werden sich allerdings erhebliche Schwierigkeiten ergeben, die nachfolgend noch beschrieben werden.
E1) Die E-Klasse von Mercedes verfügt über stabilisierende Systeme ETS, ESP und BAS. Systeme die deswegen aufwendig sein müssen, weil sie Bestandteil eines Allradantriebes sind, allerdings dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziges Mittendifferential, eben nicht so redundant sein kann, wie es nötig ist, um die Aufgabenstellung kompromißlos zu lösen, die darin besteht, mit nur einem Mittendifferential 4 Räder radselektiv anzutreiben bzw. kraftschlüssig verzögern zu können.
Dieser Kompromiß wird hier bei dieser Anmeldung und im Zusammenhang mit den nachfolgenden Ansprüchen erfindungsgemäß ausgeschaltet, in dem zwei Mitten­ differentiale konsequent zum Einsatz kommen.
E2) Die Bezeichnung 4Matic steht für Allradantrieb. Der Begriff entstand bereits 1987. Auch beim alten 4Matic- System war schon aufwendige Elektronik und Hydraulik erforderlich, dadurch gekennzeichnet, daß allerdings nur bei Schlupf, der bei Mercedes primär antreibenden Hinterräder, Antriebsleistung auf die Vorderräder gelenkt wurde.
Man macht keinen Fehler, wenn man bei der "4Matik- Klasse" von einem Preisniveau um DM 100 000,- ausgeht.
Mit der Erfindung der neuen 4Matik und dem Einbau in die E-Klasse, wurde in Ergänzung zur bereits vorhandenen Leistungsverschiebung die primär in Fahrtrichtung, also über die Längsachse erfolgte, mit dem ETS und ESP-Systemen, bei dem das "T" für Traktion steht nicht nur die Querstabilität verbessert, sonder auch Einfluß auf das "Rollen" über die Querachse genommen.
E3) Ich will hier und jetzt die Innovationen der Firma Citroen nicht weiter detaillieren, aber deren legendäre alte hydrodynamische Stabilisierung, die heute beim Xantia "Activa" heißt, verhinderte auch "nur" im wesentlichen das Rollen um die Längsachse. Schon der alte DS blieb deswegen auch bei geplatztem Vorderreifen noch auf der Straße, weil hier Elektronik erfolgreich ersetzt werden konnte, durch hydro­ dynamische Federung.
E4) Auch der englische Erfinder Mumford (siehe "M177") hatte die im Discovery vorhandenen Stabilisatoren entfernt, um sie durch seine Stabilisatoren erfolgreich zu ersetzen.
Eigenartiger Weise wird er aber sein System nicht los, (siehe "M177"), wofür es sicherlich viele Gründe gibt.
  • - Prestige der Hersteller steht dabei im Vordergrund.
  • - Ein weiterer wichtiger Grund ist im Kompromiß zu sehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherstellung der "Neigungsstabilität" allein nicht ausreicht, wenn von der Querstabilität ausgegangen wird.
F) Beim Patent Nr. 43 06 381 des Daimler Benz-Konzerns, werden die beiden Hauptantriebe dauernd zusammenwirkend betrieben.
Das bedeutet aber nicht, daß die Nennleistungen der beiden Hauptantriebe addiert verfügbar werden, sondern im Gegenteil, der thermische Antrieb (3) mit reduzierter Leistung zum Einsatz kommt, damit ein Leistungs­ gleichgewicht herrscht, zwischen der thermomecha­ nischen, auf die Achse 1 wirkenden und der thermo­ elektrischen Antriebsleistung, die über die Achse 2 wirkt, Leistungsverschiebung also im Sinne eines Drehmomenten- und Leistungsausgleichs, erfolgen kann.
Statistisch gesehen kann daher nur eine Gesamt­ antriebsleistung verfügbar werden, die weit unter der Nennleistung des thermischen Antriebs liegt, was aus ökonomischen Gründen nicht sinnvoll ist
Über Leistungsverzweigung, siehe "M7" bis "M9" meiner Studie, werden die beiden sonst notwendigen Schaltgetriebe "einfach" eingespart.
Das Ziel des Patentes ist eine angebliche Ökoversion, bei der es angeblich funktioniert, den thermischen Antrieb bezüglich Leistung und Drehzahl so zu begrenzen, daß einerseits der Gesamtwirkungsgrad gesteigert und andererseits Brennstoff eingespart werden kann.
Gerade dieser Denkansatz ist physikalisch falsch.
Gemäß "M78" meiner Studie ist es zwar sinnvoll den thermischen Antrieb bei niedrigen Drehzahlen und weitgehend im Bereich maximaler Drehmomente zu betreiben, es ist mit Bezug auf den Gesamtwirkungsgrad aber falsch, erhöhte Leistung des thermischen Antriebs in Bereichen maximaler Fahrzeuggeschwindigkeiten einerseits zu begrenzen und andererseits darüber hinaus noch elektrische Energie mit schlechtem Wirkungsgrad zu generieren, Sekundärenergie also, nur um damit systembedingt den E-Motor des Fahrzeugs versorgen zu können, damit Bordnetz und Generatore systembedingt belastet werden.
Die Betriebsart Fernfahrt ist daher ausgesprochen unwirtschaftlich.
Auch beim Starten am Berg, ist in der Betriebsart Stadtfahrt höhere Leistung erforderlich, als das auf Grund der Patentansprüche des Daimler Benz Konzerns möglich ist.
Mit festgeschriebenen ausgesprochen niedrigen Drehzahlen wird der thermische Antrieb am Berg "abgewürgt" und funktionslos, der Wagen bleibt stehen.
Neben den physikalischen Fehlern sind gravierende Fehler bei der Regelung vorhanden, auf die ich noch eingehen werde. Auch die Patentzeichnungen sind zum Teil falsch, was weder durch die Beschreibung noch durch die Ansprüche korrigiert wird.
Sieht man einmal ab, von Prinzipzeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 und bezieht sich nur auf das Ausführungsbeispiel Fig. 3, dann ergeben sich schwerwiegende Fehler.
  • - Gemäß "M7" ergibt das Achsdifferential (10) im Zusammenwirken mit den beiden Raddifferentialen (17) und der möglichen schlechten Bodenhaftung der Räder (14) Freiheitsgrade, die, über die nicht erkennbare Leistungsregelung, unbeherrschbar werden (Elchtest).
  • - Die beschriebene Leistungsregelung durch den Managementprozessor bezieht sich, wenn überhaupt, auf die Hauptantriebe.
  • - Auf Generatorregler verzichtet das Patent großzügig.
  • - Auf Batterieladung, dem Stand der Technik entsprechend, wonach Generatorregler erforderlich sind, wird ebenfalls großzügig verzichtet, obwohl Generatore die primäre Rolle des Patentes einnehmen.
Gemäß Anspruch (6) ist statt dessen von Generatorerregung die Rede, die ausreichend sein soll, um damit sogar die Regelung des E-Motors (6) in Abhängigkeit vom Sollwertsteller ermöglichen zu können. Wörtlich heißt es dort: Zitat: dadurch gekennzeichnet, daß für die stufenlose Regelung des elektrischen Antriebes (6) das Gaspedal des Fahrzeuges als Sollwertsteller der Generatorerregung verwendet wird. Zitat Ende. Hier wurde technischer Unsinn dokumentiert, denn auch wenn diese E-Motore Gleich­ strommotore wären, könnten sie mit unterschiedlicher Generatorerregung nicht geregelt werden. Hier ist Stromregelung prädestinierend, siehe "M30" weil man beim Bordnetz gestützt durch die Batterie weitgehend von konstanten Spannungen ausgehen muß.
Dem Stand der Technik entsprechend werden E-Motore für Pkws über Wechselrichter angesteuert. Siehe "M168" Die zugehörige Regelung ist unabhängig von der Stromversorgung und soll auch ohne Generatore ausschließlich über die Batterie möglich sein. ("M168") Letzteres gilt gemäß Anspruch 3 auch für das Mercedes- Patent, auch wenn das so nicht dokumentiert wurde.
  • - Die Bremsen (20) bremsen nicht die Räder, sondern nur den thermischen Antrieb, was zur Folge hat, daß beim Bremsen lediglich die Drehzahlen der Generatore angehoben werden. Bei hohen Fahrzeug­ geschwindigkeiten würde das zur Zerstörung der Generatore führen (Fig. 3).
  • - Auch dann, wenn die Bremsen auf die Radnaben wirken würden, ist der mögliche Schutz der Generatore vor leicht möglicher Überdrehzahl nicht erkennbar.
  • - Die durch die Generatore (5') bzw (6') generierte elektrische Energie könnte am Besten genutzt werden, wenn sie direkt den Elektromotoren (6) und (6) zugeführt wird und möglichst ohne Speicherung in der Batterie, dem thermoelektrischen Antrieb der Räder (8) dienen würde, die dafür nötige Regelung gibt es allerdings nicht.
Die GegenEMK der Generatore (5) könnte gestützt über den thermischen Antrieb (3) und verzweigt über die Achsdifferentiale (17) dem direkten thermomechanischen Antrieb der Räder (14) dienen. Bei richtiger Regelung und Abstufung könnte dadurch ein relativ hoher Wirkungsgrad erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der thermomechanische Antrieb ein stufenloser Direktantrieb sein kann und andererseits Sekundärenergie nur zu 50% oder weniger, bezogen auf die Primärleistung, generiert zu werden braucht, denn die damit erzeugten thermoelektrischen Antriebsleistungen wirken ergänzend zum thermo­ mechanischen, wenn in Kauf genommen wird, daß die Antriebsleistung beim Start des Fahrzeugs sich hauptsächlich durch den E-Antrieb ergibt, der dem Stand der Technik entsprechend über ein Schaltgetriebe verfügen müßte, bei dem der erste Gang, der Fahrt bei ausgesprochen niedrigen Geschwindigkeiten, dient.
Leistungshalbierung könnte erfolgen zwischen thermo­ mechanischen und thermoelektrischen Antriebs­ komponenten erst dann, wenn unter Berücksichtigung der Standübersetzung die Abtriebsdrehzahlen an den Differentialen gleich groß sind, der einleitend genannte gute Wirkungsgrad sich in einer bestimmten Betriebsart daher nur dann einstellt, wenn bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten der thermoelektrische Antriebspfad über Stromregelung der Generatore gestärkt und andererseits die Antriebsdrehzahl zu den Differentialen ausgehend vom thermischen Antrieb (3), über eine straffe Regelung an die Bedürfnisse angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beispiel niedrige Startdrehzahlen möglichst schnell übergeführt werden müssen zur eigentlichen Stromregelung, der Generatore, die von Vorhandensein der Nenndrehzahl ausgeht und gerade beim Start sehr hoch werden kann, wenn von konstanten Drehzahlen des thermischen Antriebs fälschlicherweise und gemäß Patentanmeldung ausgegangen wird.
Auf diesen schwierigen Prozeßkomplex kann ich im Zusammenhang mit dem Mercedespatent aber nur bedingt eingehen, weil das Mercedespatent damit überhaupt nichts zu tun hat.
  • - Die Batterie, könnte parallel zur thermoelektrischen Versorgung der oder des E-Motors angeordnet sein und dadurch für die Kompensierung der Leistungs­ spitzen sorgen, die sich durch Sollwertvorgabe für den E-Motor (Anspruch 3) ergeben. Dadurch könnte die Regelung des thermischen Antriebs, allerdings mit erheblichen Berichtigungen des Konzeptes, tatsächlich brennstoffsparend und stark eingeschränkt nachrangig erfolgen (Anspruch 1), wenn der thermische Antrieb zugeschaltet ist.
  • - Dadurch, daß über die Batterie Leistungsspitzen ausgeglichen werden könnten, würde der auf Leistungsverzweigung beruhende, Wirkungsgrad innerhalb zugehöriger Betriebsarten Streckenvorteile, im Vergleich zum Stand der Technik, erwirtschaften helfen, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als die Hälfte der Primärenergie in elektrische (speicherbare) Energie umgewandelt werden würde, wodurch geringere Umwandlungsverluste entstehen würden, als sie derzeit dem Stand der Technik entsprechend möglich sind, wenn es eine Regelung dafür gäbe.
Geht man aber von den Ansprüchen des Mercedes­ patentes aus, dann wird in der Betriebsart "Stadtfahrt", besonders deutlich, daß bei niedrigen Fahrzeug­ geschwindigkeiten, die thermische Antriebsleistung ausgehend von niedrigen konstanten Drehzahlen des thermischen Antriebs bestimmt wird, die nachrangig geregelt werden können, was nur mit erheblichen Leistungsbegrenzungen beim E-Motor-Antrieb, im Zusammenhang mit maximaler Sollwertvorgabe möglich wird, weil der E-Motor bei maximaler Sollwert­ vorgabe zum Hauptantrieb wird, wenn man vom Anspruch 6 des Patentes ausgeht. Der zum Hilfsantrieb wird, wenn man sich auf Anspruch 1 und die leistungsbegrenzte Betriebsart bezieht.
Richtig ist zwar, daß in der Betriebsart Stadtfahrt, statistisch gesehen, der thermische Antrieb mit niedrig liegender Primärleistung, weitgehend über fest vorgegebene Drehzahlen, arbeiten könnte, wenn gleichzeitig Leistungsfreigabe für den Motor (3) vorhanden wäre, sobald Spitzenleistung über den Sollwertsteller für den E-Motor angefordert wird.
Richtig ist zwar, daß in der Betriebsart Fernfahrt sich die Leistungsgrenze des thermischen Antriebs durch die maximale Generatorleistung ergeben könnte, dadurch gekennzeichnet, daß sich Aktionsleistung mit der Leistungsgrenze der Generatore ergibt, wodurch die Reaktionsleistung des thermischen Antriebs sich mit entsprechend reduzierter Leistung ergeben könnte. Dies ist aber keine Erfindung, sondern eine Bemessensfrage, die dann entfällt, wenn die Summe der maximalen Generatordrehmomente unter Berücksichtigung von Standübersetzung und Kinematik der Planeten­ radgetriebe (4) das maximale Drehmoment des thermischen Antriebe (3) stützen kann.
Weitere Fehler des Patentes ergeben sich in der Betriebs­ art Fernfahrt, wenn hier Stromregelung der Generatore als vorhanden voraussetzt wird, dadurch, daß bei Stromregelung der Generatore, die Generatornenn­ leistung zwar weitestgehend bei Nenndrehzahl erreicht werden kann, aber nicht muß, gemäß "M35" kann die Generatordrehzahl, bei konstanter Leistungsaufnahme, weit darüber hinausgehen, was aber nur indirekt mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu tun hat, sondern viel mehr mit der Drehzahl des thermischen Antriebs im Bereich seines maximalen Drehmomentes, die in diesem Betriebsbereich durchaus frei sein kann von der Fahrzeuggeschwindigkeit und bezogen auf das Mercedes-Patent auch frei sein muß, weil hiermit der gute Wirkungsgrad im Anspruch 1 begründet wird.
In sofern sind alle Ansprüche falsch, bei denen der Übergang von Stadtfahrt auf Fernfahrt im Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gesehen wird, denn der Übergang ist, wie gesagt, ein Kriterium der Bordnetzbelastung. Bordnetze, oder Vergleichbares kennt das Mercedes-Patent aber nicht.
Aus der Vielzahl der vorgenannten Argumente ist das Mercedes-Patent insgesamt gesehen wertlos. Meine zugehörige Argumentation, sowie die mögliche positive Beschreibung unter teilweiser stillschweigender Einfügung neuer Merkmalsgruppen, die ich mit Vorgenanntem in Verbindung gebracht habe, sind es allerdings nicht.
Zur Zeit sehe ich aber von einer erneuten Patentanmeldung dieser neu definierten Merkmals­ gruppen ab und verweise auf meine diesbezüglichen Ansprüche ab "M126" bis "M135" meiner anliegenden Studie, behalte mir aber Nachmeldungen vor und komme zu weiteren neuen patentfähigen Innovationen im Einzelnen wie folgt:
Fahrzeuge mit Hybridantrieben sind erfindungsgemäß, je nach Größe, Leistung, maximaler Fahrzeug­ geschwindigkeit und Aufgabenstellung unterschiedlich prädestiniert für den stufenlosen und kupplungsfreien Allradantrieb, geeignet für zwei gleichberechtigte Antriebe und nur hierauf konzentriert sich der nachfolgende Anmeldungskomplex.
Das Mercedes Patent zähle ich nicht zu diesen stufenlos regelbaren Systemen, weil der E-Antrieb, beim Start die Hauptstartleistung aufbringen muß, wofür ein Schaltgetriebe erforderlich ist, wenn die absichtlich klein bemessene elektrische Leistung geeignet sein soll, das Fahrzeug überhaupt starten zu können.
Unterschieden wird daher zur Zeit nur zwischen der Anwendungsgruppe A, vertreten durch einen Busantrieb, dessen Triebwerkszulassung sich auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 80 km/h bezieht und einem Van bzw. auf ein Off Road Fahrzeug, der Anwendungsgruppe B, der oder das zweimal so schnell fahren kann.
In der Gruppe C stelle ich Ansprüche, zu Merkmalsgruppen, die redundant ausgeführt, für schnelle und leistungsstarke Pkws gelten sollen.
In der Gruppe D stelle ich Merkmalsgruppen vor, die sinnvolle Abweichungen vom Hauptanspruch definieren, die dafür aber leistungsstarke und preis­ günstige Innovationen darstellen.
Unabhängig davon brauchen die zugehörigen Steuerungs- und Überwachungssysteme der Gruppe A nicht unbedingt voll redundant ausgeführt werden. Stelle ich aber den Vergleich zur Gruppe C her, wie das hier geschehen soll, dann stellt meine Patentzeichnung Fig. 1 "M10" den Aufwand dar, der für ein solches redundantes System erfindungsgemäß notwendig ist.
Ähnliches gilt für die nachfolgende Kurzbeschreibung der Merkmalsgruppen a bis m. Sie dient daher mehr dem Verständnis dieses Blockschaltbildes, Fig. 1, als der genauen Definition der Merkmalsgruppen.
Als bestes Beispiel eignet sich das vorgestellte Rechnerprogramm, maximal bestehend aus drei Rechnern der Gruppe C, daß speziell für die Gruppen A und D, einschließlich aller Schnittstellen, auf einen Rechner reduziert werden kann.
Gleiches gilt eingeschränkt für die zugehörigen Softwarepakete. Die Grundsoftwarepakete aber, die Leistungsverteilung einerseits im System und andererseits radselektiv steuern, regeln und überwachen, sind gleich, lediglich der Aufwand, der im Zusammenhang mit den unterschiedliche Anforde­ rungen steht, ist unterschiedlich groß, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug zum Getriebe Schaltschema auf "M144", sowie die zugehörige Interpretation der Softwarepakete ab "M149" einerseits und die Nachbildung der Fahrzeugdynamik in meinem Geadyn-M-System andererseits für die Gruppe A, der diesbezügliche Aufwand deswegen entfällt, weil für die Gruppe A kein Schaltschema erforderlich ist.
In der Gruppe A wird weder gekuppelt, noch geschaltet, daher gibt es den zugehörigen Aufwand softwareseitig auch nicht. In der Gruppe A wird dafür aber stufenlos, kupplungsfrei und kraftschlüssig gefahren, was zum Hauptanspruch dieser ersten Anmeldung gehört, die aus dieser Gesamtbeschreibung abgeleitet werden soll.
In der Gruppe A wird ein erheblicher Softwareanteil ersetzt durch Hydraulik. Siehe Patentzeichnung Fig. 4. In der Gruppe C wird Hydraulik ersetzt durch Software, ein in der Technik durchaus übliches, zu Beginn teures, in der späteren Serie aber ein, ausgesprochen billiges, kleines und in aller Regel leistungsstärkeres Paket.
(Wie auch vergleichsweise bei der 4Matic von Mercedes).
Die Anwendersoftware dieses Patentes muß so moduliert werden, daß mit dem Wechsel spezieller Merkmalsgruppen, die Gruppen A bis C gestalten, auch die zugehörige Anwendersoftware wechselt, ohne daß sich dadurch die Grundsoftware ändert.
Global wird dadurch mein
Geadyn-M-System
definiert.
Einfach ausgedrückt bedeutet das, daß Anpassungs­ programme erforderlich werden, die jeweilige Merkmalsgruppe anpaßt an ein Fahrzeug­ geschwindigkeitsmodell, mit dem primär die beiden Achsen (1) und (2) dynamisch zueinander positioniert werden, wodurch nicht nur die erforderliche axiale Leistungsverschiebung erfolgt, um Beschleunigungen und Verzögerungen zu ermöglichen, sondern auch mathematische Zusammenhänge zur Sicherung der Längsstabilität einfließen und sekundär, aber keineswegs nachrangig dynamische Zusammenhänge der Quer­ stabilität dadurch umgesetzt werden, daß das Geschwindigkeitsmodell für radselektive Beschleuni­ gung und Verzögerung sorgte, was im Extremfall dazu führen kann, daß Leistungen mit unterschiedlichen Vorzeichen nicht nur an ein und der selben Achse auftreten können, sondern daß sich dadurch die Leistungen an allen vier Rädern radselektiv ändert, was zur Folge haben muß, daß sich die Leistungen an allen Aggregaten ändern.
Auf der Seite der Hardware gibt es in Ergänzung zu den May-Kupplungen eine Vielzahl von
May-Wandlern.
Die zugehörige modulare Hardwaregruppe ist der Wandler (5), den ich bisher und bei der Beurteilung des Mercedespatentes nur als elektrischen Generator präsentierte. Er wird zum E-Motor (5) über den, bei entsprechender Beschaltung, Steuerung und Regelung, sowohl Energie aufgenommen, als auch Energie abgegeben werden kann und genau dieser Wandler wird in der Gruppe C erforderlich. In allen Gruppen gibt es daher unterschiedliche
May-Wandler und May-Kupplungen.
Erfindungsgemäß gleich ist, bezogen auf diesen Teil dieser Anmeldung, das Vorhandensein von
zwei Mittendiffenrentialen
(4) und (4') und zwar eines für jede Fahrzeugseite, dadurch gekennzeichnet, daß diese direkt über die Welle (13) vom thermischen Antrieb (3) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Antrieb über eigenständige hydraulische und, oder elektrische Wandler (50) bzw (5) gestutzt werden. Der zugehörige Bezug zu meinen neuen Patentzeichnungen Fig. 2 und Fig. 3 wird abgeleitet aus der Zeichnung Fig. 3 mod. auf "M48" meiner Machbarkeitsstudie, wobei aber die Wandler (50) zusätzlich vorhanden sein können.
Für die Gruppe A kann, aber muß es erfindungsgemäß weder die A-Kupplung (42), noch den Wandler (5) geben (Fig. 4). Hier stützen erfindungsgemäß normale Zahnradpumpen (50) bzw (50') ihre eigenen zugehörigen Mittendifferentiale (4) bzw (4').
Ab der Gruppe B gibt es Lamellenkupplungen, mit denen der für die Gruppen A bis C in sich "geschlossene Hybridantrieb" erfindungsgemäß "ausgekuppelt" und der direkte Gang in Abhängigkeit von Sollwertvorgabe und Fahrzeuggeschwindigkeit, vergleichbar mit dem 5. Gang konventioneller Fahrzeuge, "eingekuppelt" wird, um die Leistungsfähigkeit des thermischen Antriebs, unterschiedlich ausnutzen zu können, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für Antriebe der Gruppe C, bei Erreichen einer Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Mittendifferentiale ganz aus dem System heraus­ geschaltet werden, was nicht bedeutet, daß der E-Motor (6) dadurch ganz aus dem System herausgenommen wird. Er ist bedingt zuschaltbar, wodurch sichergestellt wird, daß der Allradantrieb dann gewährleistet ist, wenn daß Geadyn-M-System oder der Fahrer ihn anfordern.
Dadurch ergeben sich fahrzeugtypbedingte Unter­ scheidungskriterien die den Hauptanspruch 1 lang und anspruchsvoll machen, die aber unvermeidbar sind, wenn sichergestellt werden soll, daß in der Gruppe A ein Linienbus, in der Gruppe B ein Off-Road-Fahrzeug und in der Gruppe C eine schnelle Reiselimousine mit der Fahrsicherheit, die mit der E-Klasse von Mercedes vergleichbar sein soll, unter Einbeziehung von nur einer Grundsoftware gesteuert, geregelt und überwacht wird und dabei ökonomische und ökologische Gesichts­ punkte im Vordergrund stehen müssen, damit das System entweder am Markt Vertriebsaussichten hat, oder die Politiker animiert dieses System so zu fördern, wie das in wirtschaftlich denkenden Ländern schon gemacht wird, wobei hervorgehoben werden muß, daß durch diese Anmeldung nur ein Teil des Spektrums, das betrachtet werden muß aufgezeigt wird.
Wesentliche Unterscheidungskriterien in den Gruppen A bis C ergeben sich mit der Betrachtung von Leistung und Fahrzeuggeschwindigkeit. Formuliert man hier genauer, dann gehört zu der kleinen Fahrzeug­ geschwindigkeit der Gruppe A in Ergänzung zur bereits erwähnten Hydraulik eine ausgesprochen leistungs­ schwache elektrische Antriebseinheit, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leistungsverhältnis der antreibenden Maschinen (3) zu (6) ausgesprochen groß ist, in Relation zu dem in Pkws der Gruppe C, bei denen neben der dominanten Computertechnik, sich trotz vorhandener Differenzierung, je nach Anspruch, wobei auch ökonomische und ökologische Ansprüche entscheiden, dieses Verhältnis kleiner ist.
Hinzu kommen natürlich auch dynamische und mechanische bzw kinematische Gesichtspunkte dadurch gekennzeichnet, daß in Extremfällen zum Beispiel in der Gruppe A niemand auf die Idee kommen wird, mit einem Linienbus den Elchtest machen zu wollen und speziell in der Gruppe C, sich Merkmalsgruppen ergeben, die sicherstellen, daß bei den Mitten­ differentialen Grenzdrehzahlen, sowie die thermische Grenzleistung in Grenzen gehalten werden.
Aus diesen Gründen ist es nicht nur bezüglich der Verbesserung des Wirkungsgrades besser, sondern auch ganz einfach notwendig, die Mittendifferentiale unter Beachtung der damit verbundenen Konsequenzen auszukuppeln, für den Fall, daß sich Leistungsgrenzen im Zusammenhang mit kinematischen Bedingungen erben.
Die Konsequenzen können, je nach getriebenem Aufwand, auch im Verzicht auf kraftschlüssigen Allradantrieb liegen, es sei denn neue Merkmals­ gruppen speziell auf der Softwareseite, ermöglichen diese Betriebsart ebenfalls kraftschlüssig zu betreiben, so daß Hardware bestehend aus vier Differentialen bezogen auf die Gruppen A und B, sich in der Gruppe C, im Extremfall nur noch auf ein Achsdifferential zur Verbindung der Steckachsen (1) und (2) beschränkt. Die Achse (2) bildet dann den Schwerpunkt der Stabili­ sierung dadurch gekennzeichnet, daß dann in der höchsten Ausbaustufe zwei E-Motore (6) die Steck­ achsen (2) und (2') gemäß Blockschaltbild Fig. 1 treiben.
Bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten sind, in der Gruppe C, die Wandler (5) erfindungsgemäß an den Rädern (14) stabilisierend wirksam, da sie als E-Motore geschaltet, fähig sind, die Räder "eingespannt" betreiben zu können, dadurch gekennzeichnet, daß der zugehörige Rechner (29) dieser Fahrzeugseite, zum Beispiel Schlupf am Rad (14) erkennt und an Stelle der Generierung von Leistung "Bremsleistung" über seine Motorfunktion einbringt und den Schlupf nicht nur elektrisch durch seine Motorfunktion abbremst, sondern dieses Abbremsen rückwirkend gestützt, über mein Geadyn-M-System, die Leistung der verbleibenden Antriebs­ komponenten über Leistungsverzweigung stabili­ sierend beeinflussen kann, weil dann alle Räder "eingespannt" angetrieben werden und dadurch die Maßnahmen des Softwaremodells über alle Räder in die Realität umgesetzt werden können.
Demgegenüber dominiert bei kleineren Fahrzeug­ geschwindigkeiten und großen Leistungen des thermischen Antriebs, für die Gruppen A und B, die Hydraulik. Über die hydraulischen Wellen gebildet aus den Wandlern (50) und (60) werden daher alle Räder "eingespannt" betrieben, das aber uneingeschränkt, dadurch gekennzeichnet, daß 4 Mittendifferentiale, paarweise verbunden über Starrachsen, stabilisierend wirken, wodurch Hardware, die Software der Gruppe C, je nach Aufgabenstellung, ersetzt.
Das Blockschaltbild Fig. 1 soll allgemeingültig sein und geht vom möglichen "Gleichstromeinsatz" zweier E-Motore aus.
Aber gerade für den folgenden Abschnitt dieser Anmeldung kommt nur ein einziger starr gekoppelter E-Motor (6) mit oder ohne Schaltgetriebe nach gültigen Standards zum Einsatz.
Die beiden Bordnetzblöcke B bleiben aber erhalten und versorgen den E-Motor (6) gemeinsam, dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß eine der vielen elektrischen bzw. hydraulischen May-Kupplung zwischen den beiden Fahrzeugseiten, bis hin zu den thermomechanisch angetriebenen Rädern (14), auf unterschiedliche Art und Weise wirksam werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Fahrzeugseiten auf thermoelektrischen Wege mit ein- und demselben Strom, bei hydraulischen Systemen und mit ein- und demselben Hydrauliköldruck betrieben werden, wodurch erfindungsgemäß ein elektrisch bzw. hydraulisch gestützter Leistungsausgleich zwischen den vom System der eigenständigen Antriebsseiten des Fahrzeugs erfolgt (Fig. 4).
Wesentliche Merkmalsgruppen des Blockschaltbildes meiner Patentzeichnung Fig. 1 sind:
  • a) Das Bordnetz (Block B in Fig. 1) wird proportional zur Sollwertvorgabe für den E-Motor (6) belastet. Über die GegenEMK des E-Motors ergeben sich Rück­ wirkungen auf die Regelungen beider Bordnetze.
    Die Belastung des Bordnetzes durch die Verbraucher belastet auch die Batterie (26), siehe auch ab "M58".
  • b) Die Batterie dämpft nicht nur Leistungsspitzen der Verbraucher, glättet nicht nur die Leistungskurve des Bordnetzes, sondern auch die Sollwertvorgabe, ausgehend vorn Gaspedal (27), bezogen auf die Beanspruchung des thermischen Antriebs (3) dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Antrieb mit erheblich konstanterer Leistung im Vergleich zum dominanten E-Motor, ökonomisch, betrieben werden kann.
    Moderne Batteriesysteme sind rechnergesteuert "M156" und verfügen über eine serielle Schnittstelle, ausgehend vom Batteriesteuergerät, bis hin zum Management Prozessor. Diese Verbindung ist auf Fig. 1 ("M10") jene Linie zwischen den Blöcken 26 und 29. Das Batteriesteuergerät wurde in Fig. 1 als Bestandteil der Batterie eingezeichnet. In der Realität ist es als Bestandteil des Bordnetzrechners (29) anzusehen.
    Die Batterie (26) wird vom Generator (5) und oder vom E-Motor (6) geladen. In der Gruppe D kann es ausreichen, die Batterie nur durch den E-Motor (6) zu laden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Generator ganz verzichtet wird und vor der mechanischen Abbremsung des Fahrzeugs, die elektrische greift. Die Batterieladung erfolgt dann stationär.
    Die Kapazität der Batterie kann in den Gruppen A und B ausgesprochen klein sein, weil die Achse (2) gemäß Fig. 4 über einen dominanten Hydraulikantrieb (60) und (60') angetrieben wird und die Elektrik mit dem E-Motor (6) weniger als die Hälfte der Leistung aufbringen muß.
  • c) Die Wandler (5) bzw (50) haben viele Aufgaben. Bezogen auf bisherige Definitionen ist der Wandler
  • 1. ein elektrischer Generator (5), der nicht nur die Batterie (26) lädt, sondern parallel dazu versorgt er die Verbraucher und stützt die Bordnetzversorgung, dadurch gekennzeichnet, daß die GegenEMK eines jeden Generators (5) über sein eigenes Mitten­ differential (4) im Zusammenwirken mit dem thermischen Antrieb (3) für den thermo­ mechanischen Antrieb seines eigenen Rades (14) sorgt. Die Hauptbelastung eines jeden Bordnetzes im Hauptblock B, ergibt sich durch den E-Motor (6), der in Abhängigkeit zur Sollwertvorgabe über das Gaspedal (27) für eine entsprechende Belastung beider Bordnetze sorgt wodurch die GegenEMK der Generatore (5) sich unter Beachtung der jeweiligen Batteriekapazität proportional zur Sollwertvorgabe verändert, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur die Räder (8), sondern auch die Räder (14) sollwertabhängig angetrieben werden. Stellt man keine erhöhten Anforderungen an den Wandler (5), dann genügt auch
  • 2. eine Zahnradpumpe (50) am den gleichen Stützeffekt für das Mittendifferential (4) zu erzielen, wenn man die geförderte Ölmenge für den Antrieb eines Hydromotors (60) parallel zum E-Motor (6) für den Antrieb der Räder (8) nutzt, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Öldruck unter Zwischenschaltung eines erfindungsgemäßen Additionsgetriebes (40) dadurch aufgebaut und geregelt wird, daß er sich einerseits den Antrieb des Rades (8) mit dem E-Motor (6) teilt und daß andererseits die GegenEMK des geregelt betriebenen E-Motors auch den Öldruck in Abhängigkeit zum vorgegebenen Sollwert für den E-Motor aufbaut und regelt, solange das Rad (8) nicht durchrutscht, dadurch gekennzeichnet daß über das Additionsgetriebe (40) nicht nur das eigene Rad (8), sondern auch das zur selben Fahrzeugseite gehörende Rad (14), sollwertabhängig angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung, die über den Hydrowandler (60) in hydraulische Reaktionsleistung umgewandelt wird, im Zusam­ menwirken mit dem zugehörigen Mittendifferential Reaktionsleistung aufbaut, die im Zusammenwirken mit der halben Leistung des thermischen Antriebs das zugehörige Rad (14) antreibt, wobei die Anforderungen an dieses System deswegen gering sein können, weil für einen Busantrieb an Stelle von ursprünglich zwei, jetzt vier antreibende Räder vorhanden sind und der Antrieb, bedingt durch die Starrachsen (6) und (13) relativ sicher ist (Fig. 4). Steht zum Beispiel der Bus mit beiden rechten Rädern auf einer geschlossenen Eisfläche in der rechten Kantsteinrinne und beim Anfahren fehlt sowohl vorn als auch hinten die Bodenhaftung, dann werden trotzdem beide linke Räder angetrieben, weil sowohl der thermische Antrieb (3) als auch der elektrische Antrieb (6) wegen ihrer starren Antriebe normale Antriebsleistung auf die Räder der linken Seite bringen können. Darüber hinaus ist das Überwachungssystem auch noch da und stellt ausgehend vom zu hohen Hydraulikdruck der linken Seite, erheblich zu niedrigen auf der rechten Seite fest und leitet entsprechende Sicherheitsmaßnahmen ein. Batterieladeeffekte und zusätzliche, den Wirkungsgrad verbessernde, Stützleistung durch die Wandler (5) könnten in der Gruppe D entfallen, wenn das elektrische System sich auf einen E-Motor beschränkt, der von einer Batterie versorgt wird.
  • 3. In der Gruppe B, in der ebenfalls die Wandler (50) und (50') dominieren, wird auf die Wandler (5) nicht verzichtet. Sie sind leistungsmäßig so auszulegen, daß sie den statistischen Verbrauch des E-Motors abdecken. Deswegen muß es aber noch lange nicht zwischen den Wandlern (5) und (50) zur Leistungsteilung kommen (Fig. 4). Sinnvoll ist es die Dominanz des Wandlers (50) solange zu behalten, wie die Regelung an das hydraulische System geknüpft ist. Ist der Aufwand aus Gründen der Systemsicherheit aber erforderlich, dann muß auch die Systemregelung, wie auch in der Gruppe C, elektrisch erfolgen. Dann kann es sinnvoll sein, auch hier von Leistungshalbierung des Wandlers (5) in Relation zum Wandler (50) auszugehen (Fig. 4).
  • 4. Stellt man in der Gruppe C höhere Ansprüche, dann wird auf die Wandler (50) ganz verzichtet und es kommen Wandler in Form des E-Motor (5) zum Einsatz, denn ein elektrischer Generator ist bei richtiger Beschaltung ein E-Motor der Energie aufnehmen aber auch abgeben kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (14) dann erfindungsgemäß zwischen E-Motor (5) und thermischem Antrieb (3) eingespannt betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß Regler (21) und (21') jeder für sich, die Leistung ihres Rades (14) so regeln, daß das Rad je nach Erfordernis angetrieben oder verzögert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (14) bei Generator­ funktion des Motors (5) angetrieben und bei Motorfunktion des Motors (5) mit maximal jener Energie gebremst wird, die der thermische Antrieb geregelt an Bremsenergie aufbringen kann, wenn man voraussetzt, daß größenordnungsmäßig 25% der Bremsleistung des thermischen Antriebs der Minimalleistung des Wandlers (5) entsprechen müssen.
    Wie ich schon sagte, ergeben sich unterschiedliche Regelungen für den thermischen Antrieb (3), wenn die Wandler (5) in der Lage sind, die maximalen Drehmomente des thermischen Antriebs zu stützen. Prädestinierend für alle Gruppen ergeben sich damit erstaunliche Merkmalsgruppen "M43" und "M68"
  • - mit denen sich Leistungsdiagramme der thermischen Antriebe (3) günstig verändern lassen, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Antrieb (3), erfindungsgemäß in der Betriebsart "Spannungs­ regelung der Wandler" über weite Bereiche mit konstanten Drehzahlen betrieben werden kann,
  • - wodurch sich nicht nur der ökonomisch sinnvolle Betrieb bei niedrigen Drehzahlen des thermischen Antriebs, weitgehend unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt, sondern auch die Möglichkeit der nachrangigen Regelung im Zusammenhang mit der Lambdasonde, um den Betrieb in Bereichen optimaler Verbrennung des Motors (3) sichern zu können. Wird das Bordnetz durch Erhöhung der Sollwertvorgabe (27) starker belastet und die Leistungsgrenze der Generatore erreicht, schalten die Generatorregler (21), jeder für sich, auf Stromregelung um, wodurch die Leistungsgrenze der Generatore zum dominanten Bezugspunkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die konstante Generatorleistung dominiert und andererseits auch die Regelung des thermischen Antriebs auf "Stromregelung" umgeschaltet werden muß dadurch gekennzeichnet, daß seine Antriebs­ leistung ausgehend von Aktionsleistung auf Reaktionsleistung umgeschaltet werden muß.
  • - Allgemein gilt, daß die Wandler (5) bzw (50) eine Drehzahlüberwachung haben sollten, damit der Zentralrechner allein, oder über den Bordnetz­ rechner, Informationen für den Brennstoff­ füllungsregler (22) austauschen kann und den Übergang von Spannungsregelung auf Strom­ regelung besser beeinflussen kann, dadurch gekennzeichnet, daß gerade in unteren und oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen, die vorteilhafte Nenndrehzahl der Generatore in der Betriebsart Stromregelung, aus kinematischen Gründen, nicht eingehalten werden kann. In der Betriebsart Spannungsregelung dient die Überwachung der Wandlerdrehzahlen mehr der Überwachung der Grenzdrehzahlen, weil die Systemdrehzahlen vom thermischen Antrieb vorgegeben werden.
  • d) Der Generatorregler (21) schützt den Generator (5) primär gegen Überlast. Die Regelung des Generators erfolgt sowohl über Spannungsregelung, bei kleiner Sollwertvorgabe, als auch über Stromregelung bei großer Sollwertvorgabe, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator mit Nennleistung betrieben wird und dabei seine maximales Drehmoment in Form von Reaktionsleistung zur Stützung des Rades (14) entwickelt. Ganz nebenbei ergibt sich dadurch die ideale "U-I-Kennlinienladung" für die Batterie (26). Siehe hierzu "M32" bis "M37", nicht nur, wenn von bürstenlosen, ölgekühlten Gleichstromgeneratoren aus­ gegangen wird. (Die Spannung 24 Volt entspricht nicht dem Stand der Technik. Siehe hierzu "M83", "M84"). Wesentlich ist, bezogen auf diese Anmeldung, bei der auch hydraulische Wandler (50) eingesetzt werden, daß hierbei ein Kennlinien-Knick im Übergang von Hydraulikölmengen auf Hydrauliköldruckregelung ("M35") dadurch entsteht, daß die Regeleinheit (21) auch tatsächlich umschaltet, sobald Wandler-Nenndruck und Wandler-Nennleistung erreicht sind.
    Dem Stand der Technik entsprechend wird weder die Generator-, noch die Pumpendrehzahl überwacht. ("M36").
    Bezogen auf dieses Patent ist das aber dringend notwendig, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (5) zwar in der Betriebsart Stromregelung unabhängig von der Drehzahl mit konstanter maximaler Leistung betrieben werden kann, daß das zugehörige Drehmoment aber mit steigender Drehzahl kleiner wird, die Erkennung dieser Tatsache aber erfindungsgemäß genutzt wird, um sie in der Betriebsart Stromregelung, computergestützt, möglichst über weite Bereiche, die Generatore geregelt mit Nennleistung und Nenndrehzahl so zu betreiben, daß ihre konstante Leistung damit zur Aktionsleistung, im Zusammenwirken mit den Mittendifferentialen, wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler-Nenndrehzahlen in dieser Betriebsart zum Sollwert (24) für den Brennstoffüllungsregler (22) werden.
  • e) Der Bordnetzrechner (29) sollte so aufgebaut sein, daß er nicht nur das Batteriesteuergerät und den Generatorregler (21) in sich vereint, sondern alles, was den Bordnetz-Block B ausmacht, steuert, regelt und überwacht.
    Dazu gehört auch neben der Überwachungseinheit die Wandlerdrehzahl. Zwischen dem Bordnetzrechner und dem Zentralrechner gibt es daher nur eine serielle Schnittstelle (33). Die drei zusätzlich eingezeichneten Verbindungen zum Sollwertsteller (23) dienen lediglich dem Verständnis der Patentzeichnung "M10" Fig. 1. Je leistungsstärker diese Bordnetzrechner (29) und (29') sind, desto leistungsschwächer kann der Zentralrechner werden.
    Ich verweise diesbezüglich auf den Stand der Technik und darauf, daß große redundante Systeme erfolgreich mit zwei redundanten Zentralrechnern arbeiten, die von einer kleinen billigen Überwachungseinheit dahingehend überwacht werden, daß Meldungen über den Betriebs­ zustand herausgegeben werden.
    Das genügt erfindungsgemäß auch hier.
    Wie ich einleitend schon begründete, genügt es, wenn die Überwachungseinheit (35) den Platz des Zentral­ rechners (35) einnimmt und lediglich Meldungen herausgibt z. B. mit folgenden Informationen:
    "rechte Fahrzeugbatterie prüfen lassen". Wenn im Anschluß daran der Kunde die Meldung bekommt
  • - "rechte Fahrzeugbatterie abschalten", dann gerät er nicht in Panik, obwohl er gehofft hatte, daß er davon verschont werden würde. Er ist erfindungsgemäß mental vorgewarnt und wird frei von Panik­ entscheidungen.
    Eine Tatsache, die bei Einführung vieler neuer Systemen nicht beachtet wurde.
    Schaltet der Fahrer die rechte Batterie jetzt über den "Klar-Unklar"-Schalter ab, dann geschieht dies nicht ohne zugehörige Information für den Bordnetzrechner.
    Redundante Bordnetzrechner meiner Hybridsysteme sind nicht nur vom Begriff her redundante Systeme, sondern dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausfall eines Netzblockes, das Fahren ausschließlich mit dem Verbleibenden, möglichst gering eingeschränkt erfolgen kann.
  • f) Der Management Prozessor (35) des Fahrzeugs aller Gruppen, wenn an von nur einem Zentralrechner ausgeht, steht mit dem Sollwertsteller (23), dem Interface (37) im Datenaustausch und erhält über die implementierten Bordnetzrechner (29), neben den Werten der Generatorspannung und der Genera­ tordrehzahl, auch die Meldung des implementierten Reglers (21), z. B. wenn dieser auf Stromregelung umschaltet. Die Reglerumschaltung wird im Manage­ mentprozessor als Hardware-Interrupt derart genutzt, daß auch hier das Softwarepaket "Stromregelung" bzw. "Spannungsregelung" angesteuert wird. Dieser Interrupt, wenn er denn überhaupt erforderlich ist, kann auch im Sollwertsteller (23) aus den Werten Generator-Strom und Spannung abgeleitet werden. Auch dieser Prozeß wird von Softwareleuten in der Regel abgelehnt, sie bilden diesen Umschalter lieber in Form eines Softwareschalters nach, weil sich dadurch im Prozeßablauf Vorankündigungen für den Umschalt­ vorgang besser steuern, regeln bzw. überwachen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß dann der Brennstoff­ füllungssollwert (24) für
  • g) den Füllungsregler (22) des Dieselmotors kontinuierlich von einer Betriebsart zur anderen ohne Sprünge geführt werden kann. In der Betriebsart Spannungsregelung bekommt der Füllungsregler jene Brennstoffmengen vorgegeben, mit denen er nachrangig zur Belastung des Bordnetzes einerseits und in Abhängigkeit der Kapazität der Batterie, andererseits, die Drehzahl des Diesels in weitgehend konstanten Drehzahlbereichen regelt. Dieses Signal erhält der Regler (22) analog und in Form des Brennstoffüllungs- Sollwertes (24). Das Blockschaltbild, sowohl als auch die zugehörige Beschreibung beziehen sich in der Studie auf
  • h) Dieselmotore. Dadurch wird der Ottomotor bzw. der Benzinmotor mit Direkteinspritzung natürlich nicht ausgeschlossen.
    In der dieser Anmeldung zugrundeliegenden Studie werden aber fast ausschließlich Dieselmotore betrachtet und besonders die zugehörigen technischen Werte berücksichtigt. Siehe "M43", "M68", "M80" und "M90", weil die großen Drehmomente bei kleinen Drehzahlen ausgezeichnet zu den relativ kleinen Drehzahlen passen, die für Industrie Planetengetriebe zulässig sind "M85".
  • h) Industrie-Planetengetriebe können natürlich nur in der Gruppe A zum Einsatz kommen und eignen sich als Radnabenantriebe in Konkurrenz zur Bremer BSAG "M28" besonders. In meiner Studie befinden sich viele Hochrechnungen, die Gehäuse-Grenzdrehzahlen von Industriegetrieben in Relation zu übertragbaren Nennmomenten "M40" bringen, um einerseits Rückschlüsse auf den Wirkungsgrad und die thermische Grenzleistung "M75" ziehen zu können, andererseits aber das mögliche und machbare bezüglich des
  • m) Dualen-Fahrzeug-Mittendifferentialbocks gemäß Fig. 2 mit Zentralschmierung und in Anlehnung an "M48" und "M76" zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (13) bezogen auf ein Mittendifferential (4) über das Zahnrad (z4), das Zahnradpaar (z3, z2) antreibt, wodurch die Planetenradbuchse (16) über das Zahnrad (z1) angetrieben wird. Dadurch ergibt sich zwischen den Zahnrädern (9) und (15) je nach Betriebsart der Wandler Leistungsverzweigung über Aktions- bzw Reaktions­ leistung.
    Die Welle (13) treibt beide Mittendifferentiale (4) gemeinsam an, wodurch Leistungsverzweigung auch in Querrichtung des Fahrzeugs möglich ist. Sie wird im Leerlauf betrieben, wenn die A-Kupplung (42) geöffnet ist.
    Beim Fahrzeug-Mittendifferentialblock, gemäß Patentzeichnung Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß die Standübersetzung so verkleinert werden kann (Roh von 0,5 auf 0,4 gesetzt), daß im "eingeschwungenen Zustand", bei dem die Abtriebsdrehzahlen bezogen auf roh = 0,5 gleich sind, Leistungsteilung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß aus gehend von roh = 0,5 bei gleichen Abtriebsdrehzahlen die Aktionsleistung der Wandler (5) bzw (50) genauso groß ist, wie die Reaktionsleistung am Rad (14), wobei die Leistung am Rad (14) durch Änderung der Standübersetzung (auf roh = 0,4) erheblich vergrößert wird, so daß eine kleinere Wandlerleistung erforderlich wird. Erfindungsgemäß wird dadurch der Anteil der zu wandelnden Antriebsleistung kleiner wodurch der Wirkungsgrad deswegen verbessert wird, weil der Anteil des thermomechanischen direkten und umgewandelten Antriebspfades geführt über die Achsen (1) und (1') vergrößert wird.
    Man macht keine großen Fehler, wenn man gemäß "M75" und bezogen auf Roh = 0,4 für den thermomechanischen Pfad von einem Wirkungsgrad von 0,95 ausgeht und demgegenüber Wandlerverluste, je nachdem wie stark die Batterie einbezogen wird, in der Größenordnung von 30% zugrunde liegt, wodurch der thermoelektrische Antriebspfad in der Größen­ ordnung um 25% schlechter bewertet werden muß. Genauere Ergebnisse zu kalkulieren, lohnen sich erst, nach dem man zumindest statistisch jene Leistungs­ anteile kalkuliert hat, die batterieelektrisch bzw generatorelektrisch zum Einsatz kommen.
    Für diese Erfindung reicht es aus, dahingehend zu definieren, daß die Grundlage dieser Erfindungen bezogen auf die Fahrzeuggruppen A und B darin besteht, daß es sich hier um Parallel-Hybridsysteme handelt, dadurch gekennzeichnet, daß der thermo­ mechanische, stufenlose und radselektive Direktantrieb der Achsen (1) und (1') dann besonders ökonomisch und wirtschaftlich kalkuliert werden kann, wenn einerseits die Mittendifferentiale (4) und (4') über eine Standübersetzung von roh = 0,395 . . . verfügen und andererseits Wandlersysteme zum Einsatz kommen, bei denen jener Anteil groß ist, der dem Direktantrieb der Achse (2) ohne Zwischenschaltung von Batterien dient, was erfindungsgemäß und bezogen auf Fig. 2 dazu führt, jedes der beiden Mittendifferentiale (4) über zwei unterschiedliche Wandlersysteme zu stützen, wobei mindestens ein System und zwar jenes, das von den Wandlern (50) ausgeht, ohne Batteriestützung dem Direktantrieb der Achse (2) dient, alle Wandler zusammengenommen und bezogen auf jeden Punkt des Leistungsdiagramms des thermischen Antriebs (3), aber in der Lage sein müssen, die entsprechende Drehmomente stützen zu können.
    Die Wirkungsgradverbesserung in den Gruppen A und B, besteht aber auch in Maßnahmen, die es ermöglichen die Leistung jener Wandlergruppe zu erhöhen, die ihre Energie ohne Speicherung direkt zum Antrieb, der Achsen (2) wandelt.
    Es sind die hydraulischen Wandler (50) die im Zusammenwirken mit der Standübersetzung roh = 0,4 leistungsstärker als die Wandler (5) ausgeführt werden müssen, damit Aktions- und Reaktionsleistung im Zusammenwirken mit der Standübersetzung von Roh = 0,4 am Additionsgetriebe (40) sowohl kinematisch als auch leistungsmäßig gesehen zusammenpaßt.
    Das bedeutet, bezogen auf Fig. 4, aber auch, daß andererseits, durch diese Maßnahme, sowohl die Leistung der Wandler (5) und (5') als auch die Leistung des E-Motors (6) kleiner und damit die gesamte Leistungselektrik und Elektronik erfindungsgemäß kleiner und leistungsschwächer ausgeführt werden kann.
    Differenziert man noch weiter, dann ergibt sich in den einzelnen Gruppen die jeweilige Ökoversion eines Fahrzeugtyps dann, wenn in Ergänzung zum dominanten thermomechanischen Antriebsleistungs­ anteil des Fahrzeugs, der batterieelektrische ausge­ sprochen klein gehalten werden kann.
    In der Gruppe A wird davon ausgegangen, daß es die A-Kupplung nicht gibt. Hier muß sichergestellt sein, daß beim Start des thermischen Antriebs die Wandler (5) bzw. (50) im Leerlauf mitgedreht werden können.
    Es kann ausreichend sein, wenn bezogen auf Fig. 2 für einen Busantrieb die Sonnenradbuchsen (16) lediglich hydraulisch durch die Pumpen (50) und (50') gestützt werden würden und auf die elektrischen Wandler (5) verzichtet wird.
    Bezogen auf die Gruppe C besteht der Anspruch darin, daß es sich hier am Parallel-Hybridsysteme handelt, dadurch gekennzeichnet, daß der thermomechanische, stufenlose und radselektive Direktantrieb der Achsen (1) und (1') dann besonders ökonomisch und wirtschaftlich kalkuliert werden kann, wenn einerseits die Mitten­ differentiale (4) und (4') über eine Standübersetzung von roh = 0,395 . . . verfügen, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird und andererseits die ausschließlich vorhandenen Wandler (5) bezogen auf jeden Punkt des Leistungsdiagramms des thermischen Antriebs (3), aber in der Lage sind, die entsprechenden Drehmomente zu stützen. Die Leistung der Wandler ist dann um mindestens 50% kleiner als die Leistung des thermischen Antriebs (3).
  • n) Die Betätigung des Betriebsarten-Wahlhebels (28) von P in die Stellung N ist, wie bei Automatikantrieben üblich, nur möglich, wenn das Bremspedal (25) betätigt ist.
    Hierbei werden dem Stand der Technik entsprechend und in Abhängigkeit zur Batteriekapazität die Generatore unterschiedlich belastet, weil entweder die Batterie­ ladung einsetzt, oder Leistung zur Ladungserhaltung benötigt wird, wodurch ein entsprechend kleiner positiver Fahrzeugantrieb entsteht, der bei Betätigung des Gaspedals (27) verstärkt wird.
  • o) Der Sollwertsteller (23) ist das Interface des Zentralrechners, über das die leistungsbehaftete Ansteuerung speziell der E-Motore erfolgt.
    Bei der allgemein gültigen Patentzeichnung Fig. 1 wurde eine Gleichstrom-Blockschaltbild-Struktur gewählt.
    Dem Stand der Technik entsprechend und auch gemäß "M168" besteht aber die Ansteuerung für den üblichen Drehstrom-Synchron-Antrieb (6) im wesentlichem aus der Wechselrichter-Steuerung.
  • p) Das Interface (37) dient der Anbindung der Meßwertumformer. Konsequenter Weise müßten hierzu auch die Drehzahlüberwachungen gezahlt werden.
    Im Zusammenwirken mit den beiden Bordnetzrechnern (29) verschiebt sich dieses Interface mit dem Wachsen der Bedeutung der Bordnetzrechner in Richtung dieser Rechner. Für den Fall, daß die Bordnetzrechner als redundante Doppelrechner aufgebaut werden, in denen zum Beispiel auch das Fahrzeugmodell über mein Geadyn-M-System nachgebildet wird, muß es dann auch zwei Sollwertsteller (23) und (23') geben.
  • p) Das Additionsgetriebe 44487 00070 552 001000280000000200012000285914437600040 0002019737871 00004 44368(40), daß in der Gruppe C nicht zum Einsatz kommt, wird gemäß meiner Patentzeichnung Fig. 3, die ebenfalls aus "M48" abgeleitet ist, in der Gruppe A und B primär durch die Hydromotore (60) angetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß sie über die Zahnräder (41) und (41') die Gehäuse der Differentiale (40) und (40) dadurch antreiben, daß in Ergänzung dazu mit Hilfe des E-Motors (6) primär beide Sonnenradbuchsen (16) und (16') angetrieben werden, wodurch Reaktionsleistung im Hydrauliksystem so erzeugt wird, daß der Hydraulikdruck proportional zum Strom des E-Motors ansteigt, was erfindungsgemäß nicht nur Leistungsteilung für die Antriebe der Wellen (2) bedeutet, sondern im wesentlichen die Verfügbarmachung von theoretisch möglicher Maximal­ leistung des E-Motors (6) bereits beim Start, dadurch gekennzeichnet, daß kinematisch gesehen bereits bei stehendem Fahrzeug der E-Motor in der Betriebsart Stromregelung mit Nenndrehzahl betrieben werden kann, weil die Pumpen (50) auch schon mit Nenndrehzahl drehen, vorausgesetzt, der thermische Antrieb (3) leitet diese Drehzahl primär ein, wozu das System ausgehend von dieser Betriebsart, spätestens dann in der Lage ist, wenn in Ergänzung zum Gaspedal (27) auch der Kick-Down-Schalter (30) getreten wird.
Eine weitere Voraussetzung kann daraus abgeleitet werden. Es ist die Definition des hydraulischen Wandlersystems dadurch gekennzeichnet, daß passend zum "Überstrom", einwirkend auf den E-Motor bei kurzzeitiger Überlastung, sich im Hydrauliksystem ein Öldruck ergibt, der dem Nenndruck bei Nennleistung der Wandler (60) entsprechen kann.
Denkbar und sinnvoll ist allerdings jene Definition, bei der Nennleistungen aufeinander abgestimmt werden und bei Erreichen des Nenndrucks im Hydrauliksystem eine Strombegrenzung beginnt, die zwar nicht die Überlastung des E-Motors verbietet, die aber überwachbare Grenzen definiert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einerseits für den E-Motor Überwachungs­ kriterien geschaffen werden und andererseits das Hydrauliksystem zumindest gegen Überdruck geschützt ist, um den angestrebten radselektiven stufenlosen Allradantrieb sicher gewährleisten zu können.
Die Vorstellung, daß das Rad (8) gemäß Figur durchdrehen könnte, ist schwierig. Das was diesbezüglich passiert ist, daß der Druck in der zugehörigen hydraulischen Welle zusammenbricht, wodurch das Rad schlagartig seine Antriebsleistung verliert. Hierdurch wird die richtige Drehzahl des Rades zusammen mit der sich erneut aufbauenden hydraulischen Welle innerhalb so kurzer Zeit wieder aufgebaut, daß die Vorgänge der unzulässigen Beschleunigung im zusammenwirken mit der physikalisch bedingten Verzögerung, zeitlich so schnell ablaufen, daß hier eher von einem eingespanntem als von einem durchrutschendem Rad die Rede sein kann.
Gleiches gilt für alle Räder im Zusammenhang mit dem Druckausgleich der hydraulischen Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß die eigenständigen Hydraulik­ systeme über ihre zugehörigen "Verteilergetriebe" (4) bzw (40) einerseits und die Starrachsen der Antriebe (3) und (6) andererseits dadurch für Druckausgleich sorgen, daß die Antriebe bezogen auf beide Räder der anderen Seite verstärkt über die zugehörigen Verteilergetriebe das Fahrzeug antreiben.
Dieser Zusammenhang der Leistungsverschiebung gilt auch bei Kurvenfahrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der hydraulischen Welle auf der Kurveninnenseite ansteigt, wodurch, angetrieben über den Druckausgleich, die Drehzahl des E-Motors (6) zurückgeht und die Drehzahlen am Additionsgetriebe der anderen Fahrzeugseite dadurch ausgeglichen wird, daß die größere in Umlauf befindliche Ölmenge, auf der Kurvenaußenseite, die fehlende Drehzahl am Additions­ getriebe (40') kompensiert.
Auch hier ist es möglich mit Hilfe von Umlauf­ schmierung und Ölkühlung die Standübersetzung von Roh = 0,5 auf 0,4 zu setzen, mit dem Erfolg, daß dann die ohnehin schon kleine Leistung des E-Motors (6) noch weiter verkleinert werden kann, was zur Folge hat, daß auch die Bordnetze leistungsschwächer ausgeführt werden können.
Speziell bei Linienbussen der Gruppe A, bei denen Beschleunigungs- und Verzögerungsprozesse zeitlich eng zusammen liegen, kann der ökonomische Anspruch dadurch verbessert werden, daß in Ergänzung zur Bremswirkung des Motors (6), die Bremswirkung des Antriebssystems dadurch vergrößert wird, indem in Ergänzung zur Bremswirkung des Motors (6), die auf die Achse (2) wirkt, auch Bremswirkung an der Achse (1) dadurch erzeugt wird, in dem die Bremswirkung des Motors (3) dadurch ausgenutzt wird, daß:
  • 1. gemäß Fig. 2, Wandler (5), in Ergänzung zu Wandlern (50) zum Einsatz kommen und
  • 2. diese Wandler (5) wie in der Gruppe C auch umschaltbar auf Motorfunktion ausgeführt, leistungsmäßig so ausgelegt sind, daß sie die Brems­ wirkung des Motors (3) aufbringen können.
  • 3. hierdurch eine Fahrweise möglich wird, bei der die elektrische Bremsleistung je nach Sollwertvorgabe sinnvoll gestaffelt werden kann, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal (27) nimmt, die elektrischen Umschaltungen der Motore (5) und (6) erfolgen und der Brennstoffüllungssollwert (24), den Leerlauf-Sollwert für den Motor (3) vorgibt.
  • - die Motore (5) für sinnvolle Systemdrehzahlen sorgen, in dem sie den Motor (3) entsprechend antreiben, was zwar aus ökologischer Sicht negativ erscheint, was aber nicht nur aus kinematischer und ökonomischer Sicht sinnvoll ist, sonder was aus physikalischen Gesichtspunkten, zur Sicherstellung der Übergänge in den Betriebszuständen unumgänglich wird, um ruckfreies, kraftschlüssiges Fahren zu ermöglichen.
  • - der Motor (6) im Leerlauf betrieben wird.
Spezifiziert man allerdings noch genauer, dann ergibt sich nicht nur ein anderes, sondern ein ökologisch und gleichermaßen ökonomisch sinnvolleres Schaltschema im einzelnen wie folgt:
  • - Der Fahrer reduziert den Brennstoffsollwert über die Gaspedalstellung kontinuierlich gegen Null, denn würde es im Geadyn-M-System keine entsprechen­ den Überwachungen geben, dann würde der thermische Antrieb (3) so wenig Brennstoff bekommen, daß sich die Systemdrehzahlen unlässig erhöhen, weil,
  • - einerseits die Bordnetzbelastung gegen Null geht und das Geadyn-M-System den Brennstoffsollwert zurücknehmen muß,
  • - andererseits die relative Fahrzeuggeschwindigkeit noch zu hoch ist, wodurch bei fallender Drehzahl des thermischen Antriebs die Systemdrehzahl ansteigt.
  • - Darüber hinauf befindet sich das System in der Betriebsart Spannungsregelung, weil die Belastung des Bordnetzes und damit die der Generatore gering ist.
  • - Wird jetzt die Wandlerdrehzahl der Wandler (5) überschritten, könnte das Geadyn-M-System beispielsweise die Wandler über die Schnittstelle (33) auf Motorfunktion umschalten und die Motore (5) heben die Drehzahl des Motors (3) soweit an, daß die Wandler (5) wieder mit Nenndrehzahl betrieben werden.
  • - In Ergänzung dazu muß betont werden, daß der Brennstoffsollwert vorgegeben durch den Fahrer real noch nicht Null ist, daß Geadyn-M-System ausgehend von seinem Füllungsregler ja auch noch eine Brennstoffüllung vorgeben muß, die über dem der Leerlaufvorgabe liegt, somit ist der Leistungsanteil für die Wandler (5) entweder von Haus aus gering oder aber das Geadyn-M-System muß dafür sorgen.
  • - Aus vorgenanntem kann abgeleitet werden, daß die Wandler (5) demnach durchaus in dieser Phase noch nicht auf Motorfunktion umgeschaltet werden müssen.
  • - Wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal (27) nimmt, erfolgt demnach erst die elektrische Umschaltung der Motore (5) und (6) und das Geadyn-M-System regelt den Brennstoffüllungs­ sollwert (24), so, daß der Wert erst dann dem Leerlauf-Sollwert für den Motor (3) entspricht, wenn das Fahrzeug langsam genug fährt.
  • - Der Motor (6) im Leerlauf betrieben wird.
  • - Bei Bremsung zuerst die Motore (5) und (6) gestaffelt bremsen, wobei die Leistung der Motore (5) der Bremsleistung des Motors (3) entspricht.
  • - Geprüft werden muß, ob die Brennstoffüllung dabei auf Null gehen kann, oder ob es sinnvoller ist, die standardmäßige Motorbremsfunktion, die es bei Bussen gibt zusätzlich nutzen zu können.
  • - Reicht die Bremswirkung nicht und der Hydraulik­ druck im Bremssystem wird weiter erhöht, greifen die mechanischen Bremsen.
Hier wird nicht nur irgend ein Widerspruch verdeutlicht, sondern klar gemacht, daß klare Trennungslinien zwischen Ökonomie und Ökologie überhaupt nicht relevant sind. Die Trennungslinien werden erst sichtbar, wenn von einzelnen Anwendungsbereichen innerhalb einer bestimmten Fahrzeuggruppe ausgegangen wird.
Bezogen auf die Gruppe A muß, darüber hinaus nicht nur, differenziert werden, ob es sich um
  • A1) einen Linienbus der Gruppe B oder
  • A2) einen Reisebus handelt, sondern es spielen auch noch andere Merkmalsgruppen eine Rolle und zwar ob es sich um
  • A3) konstruktiv bzw kostenmäßig sinnvolle Lösungen handeln soll, bei denen
  • A4) Maßnahmen sicherheitstechnischer Art zur Anwendung kommen, oder aber ob
  • A5) Maßnahmen zur Verbesserung der Quer­ stabilität Vorrang haben, um nur einige zu nennen.
Arbeitet man für alle Gruppen neue Merkmalsgruppen nach diesem Schemata auf, dann wird das Spektrum in etwa abgegrenzt, daß der Überschrift dieser Beschreibung einerseits entspricht, nicht nur im Sinne meiner anliegenden Studie ist, sondern auch der Aufgabenstellung gerecht wird, die erforderlich ist, wenn der getriebene Entwicklungsaufwand globale Erkennt­ nisse für alle Fahrzeugtypen bringen soll, wenn sich dabei tatsächlich bestätigt, daß grundlegende Denk­ ansätze tatsächlich zu einer gemeinsamen Grund­ software führen, daß es aber auch noch weitere nachstehende Überlegungen gibt, die nicht einfach addiert werden können, sondern die jede für sich mit Konsequenzen verbunden, zu anderen Ergebnissen führen und zwar:
Zu A1) dem Linienbus, bei dem mit Bezug zu A3 Radnabenantriebe nicht nur sinnvolle, preisgünstige, dem Stand der Technik entsprechende Lösungen anbieten, sondern darüber hinaus konstruktionsbedingt auch ökologisch sinnvoll sein können, dadurch gekennzeichnet daß Merkmalsgruppen nach Punkt "i" über den Einsatz von Standard-Industrie-Getrieben mit fester Ölfüllung und der Standübersetzung Roh = 0,5 auch voraussetzen, daß leistungsstärkere Generatore (5) und Motore (6) zum Einsatz kommen müssen, wodurch der bisher favorisierte Standübersetzungsfaktor Roh = 0,4 sinnvoll aus der Liste der Optimierungskriterien herausgestrichen werden kann und zwar deswegen, weil eine Vergrößerung der Wandler und der E-Motorleistung auch eine verbesserte Ausbeute der Energierückgewinnung nach sich zieht.
Mit Bezug zu A5 sind die Maßnahmen zur Sicherung der Querstabilität bereits dann erfüllt, wenn aus­ schließlich nur hydraulische Wandler zum Einsatz kommen, womit auch der Punkt A3 wesentlich hervorgehoben wird.
Der Aspekt elektrische Generatore einzusetzen die ausschließlich da sind, um den Energiehaushalt zu sichern, gerade im Zusammenhang mit Radnaben­ antrieben und dem Sicherheitsaspekt A4, in dieser Form nicht sinnvoll sind, dadurch gekennzeichnet daß hohe Spannungen und große Ströme im Radbereich vermieden werden sollten.
Dadurch ergibt sich eine Lösung im Sinne von A3, die außerhalb der Grenzen dieser Patentanmeldung liegt, weil sie Bedingungen der Gruppe D erfüllt, denn eine in den Radbereich gehörende Hydraulik, versorgt, aus einem zentral installierten und vom thermischen Antrieb direkt angetriebenen Wandler (50) der in Anlehnung an "M32" bis "M35" dem Stand der Technik entspricht, der dann von einem ebenfalls standardisierten Regler in Anlehnung an "M36" bis "M37" völlig frei vom Gesamtsystem versorgt werden könnte, benötigt auch kein Rechnersystem, sondern ist billig, sinnvoll und realistisch, wie gesagt nicht zu diesem Teil der Anmeldung gehörig, lebt aber mit den Merkmals­ gruppen dieser Anmeldung und sollte daher irgendwann nachträglich geschützt werden, denn wesentlich ist die aus dieser Anmeldung allerdings resultierende Vereinfachung des Gesamtsystems, für einen bestimmten Anwendungsbereich, dadurch gekenn­ zeichnet, daß neben dem einen Generator (5) und dem einen Motor (6) auch nur ein Bordnetz, sowie nur ein Überwachungssystem erforderlich ist.
Bezogen auf A3 ergibt sich aber noch ein weiterer Vorteil im Vergleich zum Stand der Technik dadurch gekennzeichnet, daß unter Zugrundelegung von "M28" die installierte elektrische Leistung meiner Innovationen ausgehend vom E-Motor (6) im Vergleich zum Bus der Bremer Straßenbahn, zwar auch über einen Energie­ speicher verfüge bei mir aber nur ein E-Antrieb nötig ist, der nur 25% der installierten Leistung im Vergleich zum "Bremer System" benötigt und trotzdem ähnlich leistungsstark sein kann, wenn Änderung hingenommen werden und zwar mit Bezug zu Fig. 4 dahingehend, daß die hydraulischen Systemverbindungen (61) im Bereich der Wandler (60) abgesperrt und im Bereich der Wandler (50) "belüftet" werden.
  • - Der Diesel kann dann wie beim "Bremer Konzept" in Fußgängerzonen fahren, wobei der leistungs­ schwache E-Motor (6), der für eine Fahrzeug­ geschwindigkeit von 30 km/h sorgen muß, deswegen ohne Schaltgetriebe auskommen kann, weil erfin­ dungsgemäß und mit Bezug zu Fig. 3 die Differential­ gehäuse (40) über die Zahnräder (41) jetzt hydrau­ lisch blockiert sind und die mathematischen Voraus­ setzungen die für die Definition der Standüber­ setzung gültig werden, so erfüllt sind,
  • - daß bei roh = 0,5 und gemäß "M72" nicht nur die Übersetzungsverhältnisse und Drehmomente leicht berechenbar werden, sondern sich auch eine Vereinfachung der Kinematik dadurch ergibt, daß "n1" die Gehäusedrehzahl gleich Null (blockiert) ist.
  • - Muß, bedingt durch das relativ kleine Übersetzungs­ verhältnis der E-Motor dennoch leistungsstarker eingeplant werden, sorgt unter Einsatz eines Zentral­ triebwerks gemäß Fig. 4 und Einbeziehung von roh = 0,395 gemäß Datensatz g auf "M122" eine erheb­ liche Verbesserung der Kinematik für Abhilfe.
Reicht auch das nicht aus, wird auch hier der E-Antrieb zu schwach, wenn von der angestrebten Minimierung der elektrischen Leistung ausgegangen wird, dann muß in Anlehnung an "M7" die Welle (13) auf Fig. 2 zentral und hydraulisch gebremst werden, damit ergänzend zum Einsatz kommende Wandler (5) und (5'), in der Funktionsart E-Motor, ihre Sonnenradbuchsen (16) ergänzend antreiben, womit die Gehäuse (4) sowie die Räder (9) gedreht werden und die Generatore wieder so implementiert sind, daß das Antriebskonzept wieder meinem Patentanspruch 1 entspricht.
Mit dieser umständlichen Abhandlung wurde letztend­ lich bewiesen, daß weder ökologische noch ökono­ mische Gesichtspunkte vordergründig maßgeblich sind, sondern die unterschiedlichen Merkmalsgruppen und deren Nutzung, aufbauend auf universell und modular einsetzbaren Innovatuionen, die damit beliebig aneinanderreihbar, für die unterschiedlichsten Anwen­ dungsbereiche, verfügbar gemacht werden können. Zu diesen modularen Systemen gehört im Vorent­ wicklungsstadium, also in der hiermit begonnenen Definitionsphase auch der modulare Aufbau der Anwendersoftware, die auf die Grundsoftware aufbaut.
Es ist also zu überlegen, ob es sinnvoll sein kann, die Grundsoftware so aufbauen, daß vor der Anbindung der Anwendersoftware, die Frage nach der Anzahl der Generatore gestellt wird, denn das Hauptziel zum Beispiel bezogen auf die Gruppe A ist, den mit großen Verlusten behafteten elektrischen Aufwand klein zu halten und das System insgesamt preiswert realisieren zu können, wobei die Fahrsicherheit in Bezug auf die Querstabilität und deren softwaremäßige Lösung des­ wegen keine Rolle spielt, weil es dafür bereits die hydraulische Lösung gibt.
Hier liegt eines der Hauptziele dieser Anmeldung, dadurch begründet, daß Hardware und Software weitgehend kompatiebel zueinander angeordnet, über die Gruppen A bis C daher gegeneinander austauschbar sein müssen.
Bezogen auf die Gruppen A und B entsteht damit ein völlig neuer stufenloser radselektiv antreibender und für die Gruppe A sogar kupplungsfreier, kostengünstiger Allradantrieb, der es in der in der Gruppe B, auch ermöglicht, bezogen auf Busse mit 30 km/h z. B. in Fußgängerzonen fahren können.
Gemäß "M144" gibt es in der Gruppe B nicht nur zwei Gänge, die über Lamellenkupplungen angesteuert werden, sondern darüber hinaus auch den reinen E-Antrieb.
Die Ansteuerung des ersten der beiden Gänge ist bereits bekannt, es geschieht über die A-Kupplungen (42). Die zweite Kupplung ist die C-Kupplung, gemäß "M128", die in die Fig. 2 nicht eingezeichnet wurde.
Die C-Kupplung ist nur einmal vorhanden und ist mechanisch zwischen den A-Kupplungen angeordnet.
Sie verbindet das primär antreibende Zahnrad (43) mit einem nicht gezeichneten Achsdifferential (11), daß die Wellen (1) und (1') miteinander verbindet. Es handelt sich dabei einerseits um die Aufschaltung des direkten Ganges über das Differential (11) und gemäß "M144" um die Aufschaltung des 4. Ganges, der sinnvoll wirksam wird, wenn die A- und C-Kupplungen geschlossen sind.
Die Aufschaltung des 1. Ganges, ist gekennzeichnet dadurch, daß alle Kupplungen offen sind und ermöglicht den rein elektrische Antrieb über den E-Motor.
Der Übergang vom 2. zum 3. Gang, sowohl, als auch das Fahren in diesen Gängen, erfolgt wieder wie gehabt ohne Kupplungen, sondern durch die May-Wandler, sowie die automatische, lastabhängige Aufschaltung der Betriebsarten Strom- und Spannungsregelung.
Natürlich gibt es auch hier die Möglichkeit die Wandler (5) für den rein elektrischen Antrieb ergänzend, wie für die Gruppe A bereits beschrieben, ebenfalls, zum Einsatz zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß dann die A-Kupplungen (42) geschlossen werden müssen.
Durch diese Maßnahme wird der reine elektrische Antrieb möglich dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungsänderung des E-Antriebes auch die Fahrrichtung des Fahrzeugs bestimmt.
Wird jedoch der direkte vierte Gang gekuppelt, dann werden zwar die Mittendifferenziale (4) entlastet, der radselektiv einwirkende Einfluß der Wandler (5) bzw (50) bleibt erhalten dadurch gekennzeichnet daß:
  • 1. Die Gehäuse der Mittendifferentiale, verbunden über die A-Kupplungen, die zwischengeschalteten Räder (9), nach wie vor proportional zur Drehzahl der Achse (1) drehen.
  • 2. Die Welle (13), über die C Kupplung jetzt über das zusätzliche Differential (11) die Welle (1) treibt,
  • 3. wodurch sich proportional zur Fahrzeuggeschwin­ digkeit aber eine Drehbewegung in Gegenrichtung ergibt, die durch die Kinematik der Mitten­ differentiale begründet ist.
  • 4. Die Drehzahl der Wandler sich durch die gewählte Standübersetzung ergibt. Bei roh = 0,4 drehen sie am schnellsten.
  • 5. Dadurch daß die Wandler arbeiten, funktionieren auch die Additionsgetriebe (40), allerdings ergeben sich neu zu optimierende Übersetzungen, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Welle mit neu festzulegenden Übersetzungsverhältnissen arbeitet und in Verbindung mit der Achse (1) optimiert werden muß.
  • 6. Mit der Funktion der Additionsgetriebe ist auch der zusätzliche E-Antrieb (6) wieder kurzeitig über­ lastbar.
Durch den zusätzlichen Leistungsverbrauch des E-Antriebs, der in dieser Gruppe auch über längere Zeit möglich sein soll, sind auch elektrische Wandler (5) zwingend notwendig, die, wie gesagt, zusätzlich zu den hydraulischen Wandlern (50) zum Einsatz kommen, und die im Zusammenwirken mit den Mitten­ differentialen erfindungsgemäß in mehrfacher Art und Weise nutzbar werden:
  • - Sie wandeln als Generator geschaltet thermo­ mechanische Leistung in thermoelektrische um, die parallel zu den Batterien (Fig. 1) wirken, wodurch eine kurzeitige Überbelastung des E-Motors ermöglicht wird, der dadurch, speziell bei extremen Beschleunigungen, für einen dominanten E-Antrieb sorgen kann.
  • - Bei normaler Belastung wird die Batterie dadurch entweder gepuffert oder geladen.
  • - Die Gegen-EMK des elektrischen Wandlers verstärkt die Leistung des mit großen Wirkungsgrad behaf­ teten thermomechanischen Antriebs der Räder (14)
  • - Die Wandler spannen das zugehörige Antriebsrad, als Motor geschaltet auch in Gegenrichtung ein.
  • - Der Start des thermischen Antriebs, über die Wandler, wird nicht nur bei stehendem Fahrzeug möglich. Dadurch entfällt nicht nur der Anlasser, sondern der Start des Motors (3) wird auch während der Fahrt möglich.
Es erübrigt sich eigentlich in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen daß auch in der Gruppe B das für die Gruppe C favorisierte Geadyn-M-System erfor­ derlich wird, daß auch in der Gruppe B ein Software- Fahrzeug-Modell verfügbar sein muß, bei dem die beiden Achsen (1) und (2) dynamisch zueinander so "positioniert" werden, daß vereinfacht gesagt, nicht über die Achse (1) angetrieben und über die Achse (2) verzögert wird, es sei denn, daß das zur Sicherung der Querstabilität sinnvoll ist, so daß die Antriebsleistungen sich unterschiedlich ergänzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (1) und (2) unter Einbeziehung der Meßwerte von Beschleunigungsaufnehmern, Drehzahl­ messern, sowie der Berücksichtigung der Lenkungs­ richtung, dynamisch zueinander positioniert werden. Siehe "M182" Bei Schlupf die einzelnen Räder wie bereits definiert "eingespannt" radselektiv angetrieben werden, so daß mögliches Schlingern des Fahrzeugs über die Meßwertaufnehmer so rechtzeitig erkannt wird, daß Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß in in einer Linkskurve, erfaßt über einen Sollwertgeber an der Lenkung, daß Ausbrechen der Hinterachse (2), nach rechts dadurch verhindert wird, daß das linke Rad (14) stärker als das rechte Rad angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das rechte Rad (14) im Extremfall sogar in der Betriebsart Spannungsregelung betrieben werden kann, während das linke Rad weiterhin in der Betriebsart Stromregelung maximal beaufschlagt wird.
Reicht das nicht, wird dem Wandler (5) die Bremsenergie auf elektrischem Wege zugeführt, die sich auf Grund der Computersimulation ergibt. Reicht auch das nicht greift mein noch neu zu definierendes ABS-System ergänzend ein, für das alle Sensore bereits vorhanden sind.
Hervorgehoben werden muß, daß in der Gruppe B die Regelung rein elektrisch erfolgt und die hydraulischen Wellen bestehend aus den Merkmalsgruppen (50), (60) und (61) so dimensioniert sind, daß sie allen Anforderungen gerecht werden.
Die Wirtschaftlichkeit in allen Gruppen stützt sich auf die Ausnutzung der Tatsache, daß zum Beispiel ein Diesel gemäß "M43", bei dem der Wirkungsgrad auch in Teillastbereichen auf über 40% der effektiven Abgabe­ leistung ansteigt, gerade im unteren Geschwindigkeits­ bereich betrieben, bereits über hohe Drehmomente verfügt und die erfindungsgemäße Betriebsart Spannungsregelung im Zusammenhang mit den zugehörigen Merkmalsgruppen sicherstellt, daß diese Betriebsart über weite Bereiche dadurch nutzbar wird, daß der thermische Antrieb (3) unter Ausnutzung weitgehend konstanter Drehzahlvorgaben zur Abgabe von Aktionsleistung geregelt, und die Drehzahlen der Wandler dadurch über weite Bereiche proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigen und spannungs­ geregelt bis zu ihrer Nenndrehzahl betrieben, die zugehörige Reaktionsleistung spannungsgeregelt erbrin­ gen können, dadurch gekennzeichnet, daß über Spannungsregelung jene Bordnetzspannung geregelt werden kann, die entsprechend der U-Ladekennlinie der Batterie erforderlich ist. "M43", "M81" und "M82".
Bei Stromregelung der Wandler (5) ergibt sich erfindungsgemäß nicht nur konstante Aktionsleistung und nicht nur die Rückkopplung der Regelung des thermischen Antriebs dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Brennstoffüllungsregelung dann die Wandlernenndrehzahl ist, sondern darüber hinaus bedeutet Stromregelung der Generatore auch gleichzeitig die Vorgabe einer geregelte I-Ladekenninie für die Batterie.
Im Zusammenhang mit diesen physikalischen und kinematischen Gegebenheiten überwacht und regelt mein Geadyn-M-System in der Betriebsart Spannungs­ regelung, softwaremäßig, die Abgaswerte nachrangig unter Zugrundelegung geringer Brennstoffüllungs­ schwankungen und sorgt dadurch über Korrekturen der Drehzahl des thermischen Antriebs für die Sicherstellung optimaler Verbrennung über den Vergleich mit optimalen "Verbrennungsellipsen", dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Drehzahl des thermischen Antriebs weitgehend von konstanten Gas-Luft-Gemisch innerhalb bestimmter Drehzahl­ bereiche richtig ist, was mit Hilfe der Lambdasonde geprüft und über die Regelung korrigiert wurde.
Die Betriebsart Spannungsregelung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Geadyn-M-System in Abhängigkeit zu unterschiedlichen Rückführungen einerseits und in Abhängigkeit unterschiedlicher May-Wandler in dieser Betriebsart Brennstoffüllungssollwerte (24) vorgibt, die zwar im Zusammenhang stehen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, die aber als letzte, der ohnehin nachrangigen Regelung, bezogen auf die Zeitkonstanten der Regelung Berücksichtigung findet. In sofern ist in dieser Betriebsart die Beeinflussung der Batteriekapazität besonders wichtig. Bei relativ kleiner Kapazität hebt das Geadyn-M-System die Drehzahl des Motors (3) relativ gesehen an und bei relativ großer Kapazität wird die Drehzahl nach statistischen Gesichtspunkten entsprechend gesenkt, was hier in Relation zum Mercedespatent möglich ist.
Primär in den Gruppen B und C ist der Generatorstrom, der bedingt durch die mögliche sprunghafte Sollwertvorgabe auch sprunghaft ansteigen kann und dabei die Betriebsart Stromregelung für das Gesamtsystem dadurch produziert, daß der Strom ausgehend vom E-Motor über das Bordnetz hin zu den Generatoren (5), über Mittendifferentiale den thermi­ schen Antrieb belastet, der hier erstmals nicht nachrangig, sonder "interruptgesteuert", regelungs­ technisch einen "Differentialanteil" bezogen auf die Brennstoffüllungsregelung, produziert, die dadurch sinngemäß auf "Stromregelung" umgeschaltet wird.
Hier befindet sich der Ansatzpunkt für einstellbare Öko-Versionen, dadurch gekennzeichnet, daß erfindungs­ gemäß Strombegrenzungen im Bereich der Generatore (5) und des Motors (6) vorgesehen werden können.
Auch die Gruppe B ist gekennzeichnet durch ökonomisch sinnvolle Konzepte, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bezogen auf "M144" das System nur bis zum 4. Gang ausgenutzt wird, wobei der
  • 1. Gang neben dem reinen E-Antrieb auch im Sinne des Rangierbetriebes gesehen werden kann, wenn es sich um Lkws oder Busse handelt. Der
  • 2. Gang wird mit geschlossener A Kupplung (42) betrieben. Die Umschaltung zwischen dem - 2. und 3. Gang, erfolgt über die May-Wandler und May-Kupplungen, unter Verzicht auf Bremsen und Lamellenkupplungen, erfindungsgemäß in Abhängig­ keit von der Sollwertvorgabe, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich automatisch und unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit die Betriebsarten Spannungs- und Stromregelung ergeben. Der
  • 4. Gang ergibt sich durch Aufschaltung des thermi­ schen Direktantriebs über die C-Kupplung.
Dieses Konzept steht in Konkurrenz zum G320 von Mercedes dadurch gekennzeichnet, daß beide Fahr­ zeuge über einen automatischen, permanenten Allrad­ antrieb verfügen.
Der Vorteil des G320 liegt darin, daß seine Steigfähigkeit bei 80% liegt, die das System der Gruppe B nur dann erreichen kann, wenn Wandler und E-Antrieb darauf abgestimmt werden.
Bleibt man aber bei dem Konzept, daß dieser Erfindung zugrunde liegt und minimiert die elektrische Leistung, dann erfolgt eine Auslegung, ausgehend von gleichen Voraussetzungen, dahingehend, daß mein System ebenfalls die Fahrzeuggeschwindigkeit von 175 km/h erreicht, was gemäß meiner Überschlagsrechnung mit einer elektrischen Leistung von 35 kW möglich sein sollte.
Zwei zulässige Denkansätze führen zu erheblich kleineren Brennstoffverbräuchen, wenn von meinem System ausgegangen wird und unberücksichtigt bleibt, daß, sich mit meinem System unter Einbeziehung der Batterie, sich ohnehin schon erhebliche Streckenvorteile erwirtschaften lassen.
  • 1. Ich setze ebenfalls einen thermischen Antrieb ein, der eine Leistung von 158 kW hat. Ausgehend von der Addition der Antriebe reduziere ich den thermischen Antrieb bezüglich seiner Leistung auf 123 kW, dadurch, daß ich die Drehzahl begrenze.
  • 2. Ich gehe von Leistungsteilung aus und wähle einen thermischen Antrieb mit einer Leistung von 123 kW. Wird eine Spitzenleistung von 158 kW erforderlich, dann wird der E-Motor mit seinen 35 kW voll eingesetzt. Bei "Kick-down" (36) des Gaspedals ist eine Überlastung des E-Motors denkbar und aus ökonomischen Gründen auch sinnvoll. Die Gesamtleistung liegt dann höher als beim G320.
In meiner Studie bin ich immer wieder zu dem Ergebnis gekommen, daß die erste der beiden Lösungen nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern auch ökonomischer ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich für den thermischen Antrieb größere "Spielräume" ergeben, die von Motoren, die maximale Leistung mit niedrigen Drehzahlen erreichen optimal und wirtschaftlich genutzt werden können. Es ergeben sich ausgehend von dieser Erfindung viele Möglichkeiten und zwar:
  • - Ausgehend von "M80" würde das bedeuten, daß ich eine feste Drehmomentenbegrenzung dadurch erzeuge, daß ich Wandler (5) einsetze, die bei Nenndrehzahl zusammen ein Aktionsmoment von
  • - 240 Nm aufbringen. Hierdurch wird nicht nur die Leistung des thermischen Antriebs reduziert, sondern auch die der Wandler, was neben dem Preisvorteil ökologisch sinnvoll ist
  • - Ausgehend von "M80" und Wandlern, die maximal ein Aktionsmoment von 280 Nm aufbringen, die also nur geringfügig leistungsstärker sind, bin ich völlig frei bezüglich der uneingeschränkten Ausnutzung des thermischen Antriebs
  • - Ich bin damit aber auch frei bezüglich der Ausnut­ zung meines Geadyn-M-Systems, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - Ausgehend von überfüllten Straßen die Stromgrenze über einen Öko-Schalter (38) gesetzt, die Ökovariante aufschaltbar ist.
  • - Ein besseres Ergebnis wird erzielt, wenn ein Ökotaster (38') zum Einsatz kommt, dessen Stromgrenze über Kick-down (36) wieder auf­ gehoben werden kann.
  • - Das Beste Ergebnis ist über einen neuartigen Tempomaten, der erfindungsgemäß Bestandteil des Geadyn-M-Systems ist dadurch zu erzielen, daß mit Tastendruck (38'') der Generatorstrom gespeichert und über die ebenfalls gespeicherte Fahrzeug­ geschwindigkeit geregelt wird. Die Regelung wird mit Betätigung des Gaspedals (27) wieder aufgehoben.
  • - Befindet sich das System dann in Stromregelung, wird wieder die Nenndrehzahl der Generatore geregelt.
  • - Geht das System auf Grund kleinerer Sollwertvorgaben auf Spannungsregelung, wird die derzeitige Drehzahl des thermischen Antriebs (3) gespeichert und wird zur Aktionsdrehzahl des Geadyn-M-Systems.
  • - Eine wirklich elegante Lösung, aber bei weitem nicht die einzige, dadurch gekennzeichnet, daß es nicht nur den Audi Motor gibt, sondern auch noch andere unterschiedlich leistungsstarke, zum Beispiel den Mercedes Turbodiesel des C 250 gemäß "M68". Dieser Motor ist vergleichbar mit dem des
  • - BMW 325tds und verfügt bereits über konstante Drehzahlen über weite Drehzahlbereiche. Hier macht es wenig Sinn positiven Einfluß auf die Leistungsdiagramme dahingehend zu nehmen, die Drehmomente gestützt auf konstante Drehmomente der Wandler positiv zu beeinflussen. Hier ergibt sich ein Kriterium, daß ebenfalls softwarenmäßig im Geadyn-M-System enthalten sein muß, um es wirtschaftlicher und funktionstüchtiger zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß zwar auch hier Stromgrenzen der Motore (5) variabel die Leistung des Motors (3) beeinflussen, daß aber ein anderes viel wichtigeres Kriterium die Begrenzung aufhebt. Es ist die Stromgrenze des Motors (6), genauer gesagt, es ist der Nennstrom des Motors (6).
  • - Bei Beschleunigung des Fahrzeugs wird bei knapper Auslegung des E-Motors (6) hier zuerst die Stromgrenze (Nennstrom) erreicht. Aus diesem Grunde ist es weder ökologisch sinnvoll, noch ökonomisch, wenn zum Beispiel durch ein "Öko- Potentiometer" (38''') die Generatorstromgrenze so tief gelegt wird, daß die angeforderte Leistung nur dann erreicht wird, wenn die Batterie überbelastet wird, denn dadurch verlagert sich der Antrieb in die Bereiche unwirtschaftlicher Sekundärenergie.
  • - Eines der wichtigsten Grundsoftware Pakete ist daher jenes, das unabhängig von den Betriebsarten Spannungs- und Stromregelung, dafür sorgt, daß bei Erreichen des Nennstroms, des Motors (6) die Drehzahl des Motor (3) angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromregelung die Stromgrenze der Motore (5) über die Schnittstellen (33) und (33') angehoben und bei Spannungs­ regelung der Füllungs-Sollwert (24) so vergrößert wird, daß einerseits der Nennstrom des Motors (6) sinnvoll durch thermoelektrische Energie gestützt und andererseits, bei Unterschreitung des Nennstroms, des Motors (6) und bei kleiner Batteriekapazität, Batterieladung erfolgt. Hingegen bei relativ großer Batteriekapazität Ladungserhaltung erfolgen kann.
  • - Vorgenanntes ökonomisches Prinzip ist wie gesagt ein Geadyn-M-Grundsoftwarepaket und gilt daher für alle Gruppen, wobei in der Gruppe A auch der Öldruck an Stelle des Stromes der Wandler (5) bzw. (50) als Bezugskriterium gewählt werden kann, anders ausgedrückt.
  • - Im Geadyn-M-System steckt nicht nur ein Tempomat, sondern auch ein Ökonom.
Die Gruppe C unterscheidet sich erfindungsgemäß hiervon nur in zwei Punkten, dadurch gekennzeichnet, daß der 5. Gang, gemäß "M144", sich dadurch ergibt, daß die A-Kupplung dann gelöst wird, wenn eine zwar hohe aber wirtschaftliche Reisegeschwindigkeit gefahren werden soll, dadurch gekennzeichnet daß das Geadyn- M-System ein mögliches Schlingern, in diesem Gang, nur noch über die Hinterachse (2) durch rechtzeitiges elektrisches Bremsen bzw. beim Vorhandensein von zwei E-Motoren durch eingespanntes Fahren der Räder (8) ermöglichen kann.
  • - In den Gängen 1 bis 4 in denen die Wandler (5) auch die Räder der Achse (1) dann eingespannt betreiben können, wenn die Wandler als E-Motore ausgeführt sind, ergibt sich zu den Gruppen A und B nur ein geringer Unterschied mit Vor- und Nachteilen.
  • - Der Vorteil liegt darin, daß im 5. Gang, also bei hoher Reisegeschwindigkeit gegenüber der Gruppe B ein höherer Wirkungsgrad erzielbar ist.
  • - Der Nachteil ist darin zu sehen, das dem Stand der Technik entsprechend, ein Automatikgetriebe, das dem E-Motor (6) vorgeschaltet ist, die Achse (2) mit allen Optionen gemäß meiner Patentzeichnung Fig. 1 treibt.
  • - Der Einsatz des Additionsgetriebe (40) und (40') entfällt also zu Lasten des Automatikgetriebes. Bezüglich der Fahrdynamik tritt das Geadyn-M- System in Form von Softwarepaketen an die Stelle der Hydraulik.
Für die Gruppen A und B ist der Kuppelschalter im Sollwertsteller (35) solange geschlossen, wie beide Bordnetzsysteme arbeitsfähig sind. Der Kuppelschalter wird erst geöffnet, wenn eines der beiden Systeme gravierende, das System gefährdende, Fehler aufweist und dies vorher dem Fahrer gemeldet wurde. Die Stromversorgung für Verbraucher wird auf das funktionsfähige System geschaltet und zwar von Hand über den Klar-Unklarschalter bei stehendem Fahrzeug.
In der Gruppe C ist das wie schrieben, dann anders wenn zwei E-Motore, jeder für sich ihr eigenes Rad (8) treiben. Hier muß der Kuppelschalter geschlossen werden, damit die Versorgung der E-Motore erhalten bleibt, nachdem eine defekte Batterie herausgeschaltet wurde.
Durch die Redundance der Systeme, die beiden Mittendifferentiale einbezogen, kommt bei den hier vorgestellten Innovationen und gerade in der Gruppe C kraftschlüssiges elektrisches Bremsen, an Stelle von mechanischer Bremsung, was erfindungsgemäß nicht nur zu erhöhter Fahrsicherheit führt, sondern auch den bei Allradantrieben üblichen erhöhten Brennstoffver­ brauch im erheblichen Maße senken hilft.
Im Vergleich zu meinen Mitbewerbern ist die hier vorgestellte breite Anwendungspalette dadurch gekennzeichnet, daß für die unterschiedlichsten Auf­ gabenstellungen kraftstoffsparende Innovationen vorgestellt und beschrieben wurden, ohne die Gesichtspunkte der Antriebssicherheit und der Fahr­ sicherheit zu vernachlässigen, wodurch der Mehr­ aufwand sich rechnet.
Falls die Gesetzgeber aber, wie global begonnen, entsprechende Ressourcen sparende Maßnahmen begünstigt, dann wird das
"3-Liter-Auto"
mit den hier genannten Bedingungen Realität, denn nicht nur die Technik ist es, die domieren muß, sondern der Fahrer muß einbezogen werden.
Daß geht nur dann, wenn er auch mental einbezogen wird in das völlig neue Antriebskonzept seines Fahrzeugs.
Eine der wichtigen Bedingungen des Geadyn-M- Systems ist es daher, daß es den Fahrer informiert und nicht überfordert.
Fährt der Fahrer ökonomisch, also im Sinne der Ausgewogenheit, in dem er nicht ausschließlich mit Vollgas und Bremse fährt, dann verfügt er auch über genügend Energiereserven in der Batterie.
Um das üben zu können, ist sowohl der Ökoschalter als auch das Öko-Poti nur bedingt geeignet, denn bei Kick Down und Betätigung des entsprechenden Schalters (36) auf Fig. 1 erfolgt trotzdem die Freigabe aller Energiereserven, einschließlich der Überlastung von E-Motor und Batterien, wenn ein ausgesprochen starker E-Motor (6) optional zum Einsatz kommt.
Um den Fahrer mental vorzubereiten, eignet sich das redundante System, wie das hier vorgestellte, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausfall einer Komponente eine Meldung genügt, wenn schadhafte Systeme durch das Geadyn-M-System softwaremäßig nicht mehr einbezogen oder hardwaremäßig herausgeschaltet werden, was beim Vorhandensein von zwei Mitten­ differentialen leichter möglich ist, als wenn von dem "einen" Mittendifferential meiner Mitbewerber ausgegangen wird.
In sofern ist auch die neue E-Klasse, mit Allradantrieb, nur ein Kompromiß im Vergleich zu den hier vorgestellten Systemen, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiden Systemen der Mensch "Vollgas" gibt, daß System aber von sich aus eigenständig verzögert oder sogar bremst, aber nur bei dem hier vorgestellten redundanten System, dem Fahrer informierende Meldungen gefahrlos gegeben werden können, dann nämlich, wenn daß System redundant genug ist, damit es bei der Meldung bleibt und nicht zum Totalausfall kommt.
Die E-Klasse wird getragen durch ein elektronisches Traktionssystem ETS, daß bis zu drei Differentialsperren ersetzt, was passiert eigentlich, wenn in diesem System ein Transistor defekt wird?
Falls ich richtig informiert bin wird der Fahrer nicht informiert, falls das System ausfällt.
Schlimm wäre es wenn das Geadyn-M-System eine Automatik hätte, bei der Befehl
übernehmen
vorkommt. Gemeint ist der manuelle Ausstieg aus dem Automatikbetrieb und der Übergang auf Handbetrieb.
Es gibt Automatiksysteme, bei denen dem Operator nahegelegt wird von Hand zu fahren, weil die Automatik Fehler einbezieht, oder selber fehlerhaft arbeitet. Diese Systeme gibt es in der Fahrzeugindustrie selten, weil der Fahrer eines Fahrzeugs überfordert werden könnte und es dem "Stand der Technik" entsprechend zu Fehlreak­ tionen kommt, der Fahrer ist mental nicht einbezogen.
Hier wird man zukünftig Entscheidungen treffen müssen, die nur zu Gunsten des hier vorgestellten Systems ausfallen können
Bezugszeichenliste
1
Vorderachse
2
Hinterachse
3
thermischer Antriebs(motor)
4
Mittendifferentiale
5
elektrische Wandler
6
elektrischer Antrieb (E-Motor)
7
Differential der Achse (
2
)
8
Hinterräder
9
Zahnradantrieb
10
Differential der Achse (
1
)
11
Kegelräder
13
gemeinsame Welle der Mittendifferentiale (
4
) und (
4
')
14
Vorderräder
15
Zahnräder
16
Sonnenradbuchse
17
Radfelge
18
Antriebswellen
19
Radnabe
20
Bremsen
z1 bis z4 Zahnräder
B redundante Bordnetze
21
Generatorregler
22
Brennstoffüllungsregler
23
Sollwertsteller
24
Brennstoffüllungssollwert (Rechner)
25
Bremspedal
26
Batterie
27
Gaspedal
28
Betriebsarten Wahlhebel
29
Bordnetzrechner
30
Sollwert E-Motor (
6
)
31
Brennstoffüllungssollwert (Regler)
32
Serielle Rechnerkopplung
33
Sollwertvorgabe für Regler (
21
)
34
Starttaster für (
3
)
35
Zentralrechner
36
Kick-Down-Schalter (max. Leistung)
37
Interface
38
Öko-Schalter
40
Additionsgetriebe
41
Antrieb für (
40
)
42
A-Kupplung
43
Hauptantrieb (Zahnrad)
50
Hydraulikpumpe
60
Hydraulikmotor
61
Hydraulikleitung

Claims (30)

1. Hybridsysteme für Fahrzeuge, eignen sich, bezogen auf unterschiedliche Aufgabenstellungen und Anfor­ derungen, unterschiedlich gut für den stufenlosen, ökonomisch sinnvollen, Allradantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein wirtschaftlicher Antrieb über den thermischen Antriebsmotor (3) (Verbrennungsmotor), dadurch erfolgt, daß er nicht nur die Räder (14) "thermo­ mechanisch", direkt und stufenlos antreibt, sondern über einen Mittendifferentialblock, bestehend aus zwei Differentialgetrieben (4) und (4') Leistungsteilung über die gemeinsame Welle (13) so einleitet, daß "Aktions- bzw. Reaktionsleistung", die am Rad (14) für den Antrieb nicht genutzt werden kann, über unter­ schiedliche "May-Wandler" auf jeder Fahrzeugseite getrennt für sich "generiert" und in Form von, "thermoelektrischer und oder thermohydraulischer Leistung" dem Rad (8) der selben Fahrzeugseite unter Zwischenschaltung von Getrieben, Automatikgetrieben, Batterien und E-Motor (6) für den Fahrzeugantrieb so zuführt wird, daß dadurch für die Welle (2) je nach Aufgabenstellung und Gruppierung, der Gruppen A bis D, ein unterschiedlich stufiger, für die Gruppe A aber ein stufenloser, Schalt- oder Automatikgetriebe freier Allrad­ antrieb entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß vier Differentiale, paarweise verbunden über Starrachsen, und zwar über die Achse (13), die für den Antrieb der Welle (1) sorgt, sowie die Welle des E-Motors (6), die dem Antrieb der Welle (2) dient, den Fahrzeugantrieb sicherstellen, wobei, gestützt durch den Rechner (35) unterschiedliche "Geadyn-M-Softwarepakete", die für die einzelnen Gruppen modular aufgebaut sind und für die Gruppe A einen geringen Anteil ausmachen, in der Gruppe C groß ist, wodurch die Anzahl der Differen­ tialgetriebe dadurch sinkt, daß Hardware zwar durch Softwarepakete ersetzt wird, daß die Grundsoftware des Geadyn-M-Systems aber gleich ist und sich lediglich die modular aufgebaute Anwendersoftware passend zu den Gruppen A bis C im Zusammenhang mit den Merkmalsgruppen ändert, die sich durch unterschied­ liche May-Wandler und May-Kupplungen ergeben.
2. Hybridantriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche "May-Wandler" (5) bzw (50) die Räder (14) in den Fahrzeuggruppen A bis C auch unterschiedlich gut "eingespannt" betreiben können, weil die Wandler (50) in den Gruppen A und B "billige" und kleine Zahnradpumpen sein können, die im Vergleich zu relativ "teuren" und schweren elektrischen Generatoren (5) der Gruppe B- und den reversibel betriebenen E-Motoren (5) der Antriebsgruppe C, weniger geeignet sind, im Zusammenwirken mit den Rädern (14) drehrichtungsabhängige Aktions- und Reaktionsleistungen aufbringen zu können, die sich aber gut eignen, diese Leistungen aufnehmen, generieren und übertragen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Linienbus, dessen Geschwindigkeit einerseits bei 80 km/h limitiert sein kann, zusammen mit den May- Wandlern (5) und (50), sowie den hydraulischen Wellen, bestehend aus Zahnradpumpe (50) und Hydromotor (60), verbunden durch die Leitungen (61) ein stufenloser, ökonomischer, kupplungsfreier, wirtschaftlicher Vierrad­ antrieb der Gruppe A verfügbar wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einerseits zwar Hydromotore (60), getrennt, jeder für sich, Teilleistungen für die Räder (8) und (8') bereitstellen, zusammen aber, mit der Teilleistung des E-Motors (6) alle vier Räder, dadurch angetrieben werden, daß andererseits die Starrachsen (13) und die Welle des E-Motors (6) nicht nur, die separat ausgebauten Antriebseinheiten der linken und rechten Fahrzeugseite verkuppeln, wodurch sich spezielle May-Wandler und May-Kupplung ergeben, über die sowohl ein Druck- als auch ein Leistungs­ ausgleich dadurch erfolgt, daß jene Leistung, die aus kinematischen Gründen an den Rädern (14) nicht verfügbar gemacht werden kann, dominant auf hydraulischem Wege im Sonderfall bei maximaler Sollwertvorgabe, ausgehend vom E-Motor (6), mit Nennleistung betrieben, dem Antrieb des Rades (8) gestützt durch den E-Motor (6) dient, dadurch gekennzeichnet, daß über seine eigene Stromregelung, ausgehend vom Geadyn-M-System, Stromsollwerte (30) vorgeben werden, die im Zusammenwirken mit den Additionsgetrieben (40) und (40') proportional zum Hydrauliköldruck sind, wenn davon ausgegangen wird, daß die Räder (8) über ausreichende Bodenhaftung verfügen, wodurch sich für die Achse (2) eine Addition der verfügbar gemachten hydraulischen und elektrischen Leistungen auch dominant geregelt ergibt, während die Achse 1 und damit der thermische Antrieb (3) gestützt über Batterien, May-Wandler und Kupplungen, sowie das Geadyn-M-System, ausgehend von den Betriebs­ arten Strom und Spannungsregelung, über weite Bereiche nachrangig geregelt werden kann, wodurch trotz der einfachen hydraulischen Wellen, dieser Vier­ radantrieb für einen Linienbus nicht nur sicherer ist, als dem Stand der Technik entsprechend, sondern auch wirtschaftlicher, weil der thermische Antrieb (3) weitgehend frei von der Fahrzeuggeschwindigkeit, unter Ausnutzung seiner 4 Differentialgetriebe nicht nur seine vier Räder radselektiv bedingt "eingespannt" antreiben kann, sondern in einer der sinnvollen Ausbaustufen, Bremsenergie über den Motor (6) generieren kann, die in die Batterien (26) und (26') gespeist, für den nächsten Anfahrprozeß und Beschleunigungsvorgang verfügbar gemacht, die relativ kleine Generatorleistung der Generatoren (5) ergänzt.
3. Hybridsysteme nach Anspruch 1 und 2 können im unteren Geschwindigkeitsbereich nicht nur rein elektrisch angetrieben werden, sondern können im Vergleich zu konventionell angetriebenen Fahrzeugen und zusammen mit dem Verbrennungsmotor umwelt­ schonend und ökonomisch betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der thermische Antrieb (3) weitgehend frei von der Fahrzeuggeschwindigkeit, über weite Bereiche in der Betriebsart "Spannungsregelung" betrieben, weitgehend mit konstanten niedrigen Drehzahlen, im Bereich seiner maximalen Drehmomente arbeitend, "Aktionsleisung" deswegen vorgeben kann, weil er auf Grund seiner nachrangigen Regelung vom Geadyn-M- System Brennstoffüllungssollwerte (24) vorgegeben bekommt, die weitgehend statistischen Werten ent­ sprechen können, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Wandler (5) der Gruppen B und C mit jener Spannung geregelt werden, die auch für die Batterien (26) einer U-Kennlinienladung entsprechen, wobei über die Kapazitäten der Batterien (26) und (26') Leistungsdifferenzen ausgeglichen werden, dadurch, daß sie parallel zu den Wandlern (5) und zum E-Motor (6) installiert sind, wodurch die Batterien in der Lage sind, nicht nur die Bordnetzbelastung, ausgehend vom E-Motor (6) zu dämpfen, sondern auch Leistung aufnehmen und abgeben können, um Leistungsspitzen auszugleichen, andererseits "Stromregelung" dafür sorgt, daß statistisch gesehen nur bei 20% aller Fahrten in dieser Betriebsart die angeforderte Leistung des dann ebenfalls dominanten Antriebs (6) auch uneingeschränkt und gemäß der Sollwertvorgabe vorgegeben über das Gaspedal (27) verrügbar wird, dadurch gekennzeichnet, daß dann die elektrischen Wandler (5) mit konstanter Nennleistung, stromgeregelt und leistungsbegrenzt über ihre Regler (21) nur dann konstante Aktionsleistung generieren können, wenn die GegenEMK der Wandler gestützt über die Räder (14) und die Sonnenradbuchse (16), zu einem Drehmomentenausgleich über die Zahnräder z1 bis z4 auf die gemeinsame Welle (13) dadurch kommt, wenn sich einerseits bezogen auf die Regelung des Motors (3) auch ein Wechsel von der Betriebsart Spannungsregelung zur Betriebsart Strom­ regelung ergibt und andererseits für die Batterien (26) eine dem Stand der Technik entsprechende I-Kennlinienladung ergibt.
4. Hybridsysteme gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (5) und (50) Drehzahlüberwachungen haben, die über die Schnittstellen (33) bzw (33') dem Zentralrechner (35) verfügbar sind, so daß die Drehzahlwerte im Zusammenhang mit dem Übergang von Spannungsregelung auf Stromregelung ausgegeben von den Reglern (21) berechenbar wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwar die hier vertretenen Wandler über ihre Nenndrehzahl hinaus mit konstanter Nennleistung ohne Drehzahlüberwachung betrieben werden können, daß aber neben anderen Kriterien in diesem Zusammenhang zwei wichtige im Vordergrund stehen, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits das maximale Wandlerdrehmoment, im Zusammenhang mit der leistungsbegrenzenden Stromregelung der Wandler, nur bei Nenndrehzahl erreicht wird, andererseits bei Betriebsartenwechsel von Spannungsregelung auf Stromregelung sich ein Kennlinien-Knick in der Leistungskennlinie der Wandler einstellt, wodurch sich auch ein Leistungsknick beim Antrieb (3) ergeben muß, dadurch gekennzeichnet, daß auch hier Aktionsleistung in der Betriebsart Spannungsregelung wechselt zur Reaktionsleistung in der Betriebsart Stromregelung dadurch, daß es zugehörige Softwarepaket geben muß, Grundsoftwarepakete also, mit denen der Brennstoff­ füllungssollwert (24) in der Betriebsart Stromregelung so vorgegeben wird, daß sich eine Reaktions­ leistungsregelung ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Brennstoffüllungsregelung über weite Bereiche Nenndrehmomente aufbringt, was dann möglich ist, wenn vom Geadyn-M-System die Generatornenndrehzahl erfaßt wird und zum Sollwert der Brennstoffüllungsregelung wird.
5. Hybridantriebe gemäß Anspruch 1 bis 4 der Fahrzeuggruppe C, sind, gekennzeichnet dadurch, daß höchste Ansprüche an die Leistungsverschiebung zwischen den Achsen (1) und (2) einerseits und zwischen den Räder (14) und (14') andererseits erfolgend, gestellt werden können, weil die Wandler (5) bzw (5'), E-Motore (5) sind, die reversibel gesteuert und geregelt, über ihre eigenen Regler (21) und (21'), die speziell auch wegen der Umsteuerung zu Bordnetz­ rechnern werden, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend vom Rechner (35) über den Sollwertsteller (23), sowie über die Schnittstellen (33) und (33'), ein Rechnerverbund gebildet wird, der die Räder (14) und (14') am optimalsten "eingespannt" betreiben, steuern, regeln und überwachen kann, wenn im Extremfall der Antrieb des Rades (14) über die GegenEMK des Wandlers (5) gestützt und das Rad (14') in Gegenrichtung vom Motor (5') angetrieben bzw gebremst wird, um beispielsweise bei Kurvenfahrt, ein Ausbrechen über die Räder (8') zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß die ergänzende Leistungs­ verschiebung über die Achse (2) ausgehend von den normalerweise gleichmäßig belasteten Bordnetzen B jetzt ungleich erfolgt, weil zusätzlich zum E-Motor (6), jetzt auch der Motor (5) sein eigenes Bordnetz belastet, was dadurch verstärkt wird, daß wegen der gegen­ gerichteten Drehmomente und Leistungen, die Regler (21) auf Stromregelung umschalten können, dadurch gekennzeichnet daß letzteres zwar von den Reglern (21) ausgehend gesteuert und geregelt erfolgt, nicht aber die Umsteuerung einerseits und die Drehzahlvorgaben andererseits, bei Motorfunktion der Wandler der anderen Seite, dies erfolgt vom Zentralrechner (35) gestützt über das Geadyn-M-System, wobei die Werte ermittelt vom Software Modell über den Sollwertsteller (23), über die seriellen Schnittstellen (33) zu den Bordnetzrechnern (21) gelangen, hervorzuheben ist, daß sich bedingt durch die entgegengesetzt wirkenden Leistungen sich die Betriebsart Stromregelung und Spannungsregelung auf jeder Seite unabhängig von einander ausschließlich auf Grund entsprechender Vorgaben entwickeln können, wodurch ein Verbund der drei Rechner (21), (21') und (35) geführt vom Geadyn- M-System unumgänglich wird, weil sich Leistungs­ verschiebungen auch in Längsrichtung ergeben, die einerseits bezogen auf die Batteriebelastung und andererseits bezogen auf die Regelung des E-Motors (6) aus physikalischen Gründen durchaus zu Leistungs­ reduzierungen der des dominanten E-Antriebs führen können und gestützt durch das Software-Fahrzeug- Geschwindigkeitsmodell auch zu Leistungsreduzie­ rungen führen muß, um Quer- und Längsstabilitäten auch sicherstellen zu können, wodurch der Mensch durchaus "Vollgas" geben kann und das Geadyn-M- System Leistungsreduzierungen einleitet, an Stellen, wo das möglich und sinnvoll ist, um andererseits erforderliche Leistungsspitzen zulassen zu können, damit eine schnelle, von der jeweiligen Leistung des thermischen Antriebs unabhängige Leistungsbilanz im Sinne der Fahrsicherheit möglich wird, was allerdings auch einschließt, daß das Softwaremodell, auch Einfluß auf die Leistung des Motors (3) nehmen und andere Sollwerte (24) ermitteln und ausgeben muß.
6. Hybridsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Antrieb (6) über ein zwischengeschaltetes Automatikgetriebe zum gleichwertigen Antrieb wird, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Gang für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten so ausgelegt ist, damit die relativ kleine, dann fast ausschließlich verfügbare Leistung des Motors (6) das Fahrzeug ausreichend beschleunigen kann, weil die thermomechanische Antriebsleistung der Räder (14) noch unbedeutend niedrig ist.
7. Hybridsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Antrieb (6) über ein zwischengeschaltetes Automatikgetriebe zum gleichwertigen Antrieb wird, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem dreistufigen Getriebe der 2. Gang für Fahrzeug­ geschwindigkeiten so ausgelegt ist, damit der gesamte Bereich abdeckt wird, der im Zusammenhang mit Strom- und Spannungsregelung auf der Seite des thermischen Antriebs zu tun hat, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim automatischen Wechsel dieser Betriebsarten bezogen auf die Welle (1), nicht auch das Automatikgetriebe auf die Welle (2) wirkend umschaltet.
8. Hybridsysteme nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Grundsoftwarepakete, zusammen mit Anwender Programmen der einzelnen Gruppen dafür sorgen, das der Fahrer zu jeder Zeit über Hinweise mental vorbereitet wird, auf für ihn unvorstellbare Zusammen­ hänge, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrer Vollgas gibt, speziell in der Gruppe C im Zusammenhang mit dem Geadyn-M-System aber, wie im Anspruch 5 beschrieben, Sicherheitsmaßnahmen einleitet werden, bei denen fast alle wichtigen Aggregate mit reduzierter Leistung betrieben werden, bzw. mit großer Leistung entgegengerichtet und dadurch bremsend wirken, dadurch gekennzeichnet, daß fast alle Merkmals­ gruppen, das Überwachungssystem eingeschlossen, doppelt, also redundant verfügbar sind, so daß es möglich wird, ausgehend von eigenständigen Antrieben der Achsen (1) und (2), bei Ausfall wichtiger Baugruppen, den Antrieb des Fahrzeugs unter Ausgabe einer entsprechenden Meldung zu beschränken auf eine Achse, wodurch der defekte Antrieb der zweiten Achse automatisch abgesetzt werden kann, die gefährliche Meldung, übernehmen, die in Streßsituationen zum Befehl wird, dadurch überflüssig wird, weil der Fahrer, sinnvolle Informationen und Anweisungen bekommt, wodurch Streßsituationen vermieden werden und die Belastung des Fahrers in Grenzen gehalten wird, er also mental einbezogen ist, wodurch Fehlreaktionen ausgeschlossen werden können.
9. Hybridsysteme gemäß Anspruch 1 bis 8 unterscheiden sich, dadurch gekennzeichnet, daß es sich in der Gruppe A um einen stufenlosen, kupplungs- und schaltgetriebefreien Antrieb handeln kann, es sei denn man setzt A-Kupplungen (42) und (42') zwischen die Mittendifferentiale (4) und die Welle (1) und schließt sie zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß man den Betriebsarten Wahlhebel (28) aus der Stellung P in die Stellung D bringt, was dem Stand der Technik entspricht, wenn von Automatikgetrieben ausgegangen wird.
10. Hybridsysteme gemäß Anspruch 9 und ausgehend von Anspruch 10, sind dadurch gekennzeichnet, daß Antriebe der Gruppen B und C diese A-Kupplungen haben müssen, damit der Motor (6) die Welle (2) und damit das Fahrzeug rein elektrisch und im ersten 1. Gang antreiben kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (28) aus der Stellung N in die Stellung E gebracht wird, was nur dann möglich ist, wenn der Fuß des Fahrers das Bremspedal (25) betätigt, das gleiche Prozedere ergibt sich für den Rückwärtsgang, die Drehrichtungsum­ schaltung für den Motor (6) bestimmt die Fahrtrichtung.
11. Hybridsystem nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gruppen B und C von der Gruppe A durch das Vorhandensein eines vierten Ganges unterscheidet, wenn man den Betriebsarten Strom- und Spannungs­ regelung den zweiten und dritten Gang zuordnet, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Gruppen B und C, eine C-Kupplung gibt, die zwar nicht dargestellt ist, die aber ein ebenfalls nicht dargestelltes Achsdifferential (11), das der Welle (1) zugeordnet ist, mit dem Zahnrad (43), unter Beachtung der richtigen Drehrichtung, verbindet und direkt und ohne Zwischenschaltung der Mittendifferentaale (4), die Welle (1) antreibt, während die geschaltete A-Kupplung jetzt von der Achse (1) angetrieben, dafür sorgt, daß die Drehzahlen der Gehäuse (4) proportional zur Achse (1) gehalten werden, wofür die Zahnräder (9) sorgen, wodurch, angetrieben über Ritzel z2, z3, z4, die Sonnenrad­ buchsen (16) und (16') auf Grund vorhandener Differenzdrehzahlen, die Ritzel (15) treiben, die dem Antrieb der Wandler (5) und (50) jetzt allerdings mit geänderten niedrigeren Drehzahlen dienen, wobei auch im 4. Gang elektrische Wandler (5) angetrieben, nicht nur den E-Motor (6) parallel zu den Batterien (26) und (26') versorgen, sondern über ihre GegenEMK (Gegenelektro­ motorische Kraft) Aktionsleistung für den Antrieb der Räder (14) aufbringen.
12. Hybridsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gruppen B und C im vierten Gang die Mittendifferentiale (4), bezogen auf den Direktantrieb der Welle (1) zwar entlastet werden, aber bezüglich der Wandlerantriebe voll integriert bleiben, wodurch der E-Antrieb (6) leistungsmäßig nicht nur voll belastet, sondern nach wie vor kurzzeitig auch überbelastet werden kann, weil er durch die Wandler (5) und damit durch die thermoelektrische Energie in Ergänzung zur Batterie elektrisch optimal versorgt werden kann.
13. Hybridsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von Anspruch 13, in der Gruppe B über die hydraulischen Wellen ausgehend von den Wandlern (50) im Zusammenwirken mit den Additionsgetrieben (40) und durch die Hydromotore (60) leistungsmäßig unterstützt, die einzelnen Räder mit relativ kleiner elektrischer Leistung "eingespannt" geregelt betrieben wird, was durchaus auch beim Start des Fahrzeugs schon möglich ist, wenn die C-Kupplung geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Wandler (50) bedingt durch die Regelung des thermischen Antriebs mit Nenndrehzahl gedreht werden können, wodurch dafür Sorge getragen werden kann, daß nicht nur die hydraulischen Wellen, sondern auch der E-Motor mit Nennleistung beim Start betrieben werden kann und hohe Startleistung ohne Schalt- oder Automatikgetriebe aufbringen kann.
14. Hybridantrieb nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeuge der Gruppe C über einen 5. Gang verfügen, und daß hierbei die A-Kupplung im oberen Geschwindigkeitsbereich der Fahrzeuge, geöffnet gefahren wird, dadurch gekennzeichnet, das dann erstmals die Mittendifferentiale (4) sich ohne Antrieb im Leerlauf befinden, wodurch der Wirkungsgrad des Triebwerks angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß jetzt der Motor (3) nur noch über die C-Kupplung und das Differential (11) die Welle (1) direkt treibt und der Motor (6), wenn gekennzeichnet, daß die Zuschaltung erst dann erfolgt, wenn Anforderungen vom Geadyn-M-System, aus Stabilitätsgründen, vor­ liegen, oder bei Betätigung des Kick-Down-Schalters (36) durch den Fahrer erfolgt.
15. Hybridantriebe nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Kick-Down-Schalter (36) beim Durchtreten des Gaspedals für den Softwareregler des Motors (6) bis auf geringe Ausnahmen immer volle Stromfreigabe bedeutet, wodurch der E-Motor kurz­ zeitig, unter Einbeziehung einer thermischen Überwachung überlastet werden kann, mit den Ausnahmen, daß für den E-Motor (6) Strombegrenzung zum Schutz der Batterien nötig ist und oder das Geadyn-M-System selbst für Leistungsreduzierung sorgt.
16. Hybridsysteme nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Hand-Automatikschalter vorhanden sind, über die von Hand durch den Fahrer und bei stehendem Fahrzeug unter Einschluß der System­ überwachung, wahlweise, eine der beiden Batterien (26) aus dem System herausgeschaltet werden kann, wodurch zwar die Redundance verloren geht, der Fahrer einbezogen wird, einerseits den Störfall zu begrenzen und umgehend für Ersatz sorgen, andererseits kann der Systemrechner vorangekündigt, selbst defekte Systeme kontrolliert aus dem System herausnehmen, wenn das Gesamtsystem dadurch neu kontrollierbar wird und der Fahrer nicht in Notsituationen gerät.
17. Hybridantriebe nach Anspruch 1 bis 16, wonach der Brennstoffüllungsregler (22) in der Art seiner Beschreibung primär mit einem Dieselmotor in Zusammenhang gebracht, wegen der Gemeingültigkeit der Ansprüche, Ottomotore aber nicht ausgeschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, das auf Grund der nachrangigen Regelung unter Zwischenschaltung einer Lambdasonde bezüglich der Optimierung der Ver­ brennung, sie sich ebenfalls für den Antrieb der hier definierten Hybridsysteme eignen, wenn von Direktein­ spritzung ausgegangen wird, bei der auch das maximale Drehmoment bei ausgesprochen niedrigen Drehzahlen erreicht wird.
18. Hybridsysteme nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittendifferentiale (4) einerseits und die Additionsgetriebe (40) andererseits mit der Stand­ übersetzung 0,5 zu 1 entsprechend roh = 0,5 zum Einsatz gebracht, im "eingeschwungenen Zustand" betrieben, nicht nur irgend eine Leistungsteilung zwischen den Wandlern und den Hauptantrieben einerseits, sowie zu den Rädern hin andererseits, produzieren, sondern ausgehend von gleichen Abtriebs­ drehmomenten, bei doppeltem Antriebsdrehmomenten unter Einhaltung gleicher Abtriebsdrehzahlen, sich Leistungshalbierung zwischen Wandler und Antriebsrad nicht nur am Mittendifferential (4) und bezogen auf die Achse (1) ergibt, sondern auch im Bereich der Achse (2) sich Leistungshalbierung für den Motor (6), im Zusam­ menwirken mit dem Hydromotor (60) ergibt, wodurch, der Leistungsanteil des E-Motors (6) im Vergleich zum Leistungsanteil das Thermischen Antriebs (3) für die Gruppen A und B unverhältnismäßig klein gehalten werden kann.
19. Hybridsysteme nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Standübersetzung roh im Bereich um 0,4 unter Beachtung der thermischen Grenzleistung gewählt und zum Einsatz gebracht, die Leistung des Motors (6) theoretisch noch weiter reduziert, da diese Maßnahme nicht nur die Verkleinerung der Wandlerleistung nach sich zieht, sondern der prozentuale Anteil der thermomechanischen Antriebskomponente der Räder (14) bei gleichzeitiger Anhebung des Gesamt­ wirkungsgrades zwar vergrößert wird, der Gruppe B aber deswegen nicht dienlich ist, weil die Leistung des Motors (6) auf den reinen E-Antrieb abgestimmt sein muß.
20. Hybridsysteme nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktionsmaßnahmen im Zusammenhang mit der Standübersetzung von roh = 0,4 eingesetzt, nicht nur bei den Mittendifferentialen (4), sondern desgleichen auch bei den Additionsgetrieben (40), spezielle Anwendungen in der Gruppe A zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einschränkung der Manöverierfähigkeit, der E-Motor (6) mit kleinst­ möglicher Leistung dann sinnvoll ist, wenn entweder Randbedingungen geschaffen oder Zusatzmaßnahmen getroffen werden, wobei eine der Randbedingungen darin besteht, daß der Linienbus zum Beispiel nicht rückwärts fahren kann.
21. Hybridsysteme nach Anspruch 20, durch gekennzeichnet, daß zwar ein Linienbus nicht unbedingt rückwärts fahren muß, aber rangierfähig bleiben sollte, was durch Einsatz neuer und Veränderung alter Merkmalsgruppen möglich ist, dadurch gekennzeichnet, die hydraulischen Systemverbindungen (61) im Bereich der Wandler (60) hydraulisch blockiert und im Bereich des Wandlers (50) hydraulisch "belüftet" werden, wodurch der Diesel (3) dann in Fußgängerzonen abgeschaltet werden kann, weil der leistungsschwache E-Motor (6) deswegen für den Antrieb sorgen kann, weil hier einerseits nur eine Geschwindigkeit von 30 km/h erforderlich ist und weil andererseits die Differentialgehäuse (40) über die Zahnräder (41) hydraulisch blockiert sind, wodurch sich eine entsprechende Getriebeübersetzung ergibt.
22. Hybridsysteme nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Motor trotz der Maßnahmen des Anspruches 21 leistungsmäßig zu schwach ist, die Minimierung der elektrischen Leistung aber beibehalten werden soll, sind weitere Maßnahmen sinnvoll, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (13) zentral und hydraulisch gebremst wird, damit ergänzend zum Einsatz kommende Wandler (5) und (5'), in der Funktion E-Motor, ihre Sonnenradbuchsen (16) ergänzend antreiben und gestützt über das Zahnradpaar z1, z2 auch das Rad z3 gebremst ist, so daß darüber die Gehäuse (4) und (4') und damit die Räder (9) gedreht werden, was zum zusätzlichen Antrieb der Welle (1) führt.
23. Hybridsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anwendersoftwarepaket des Geadyn-M-Systems einen neuartigen Tempomaten dadurch nachbildet, daß an Stelle des Ökoschalters (38) ein Ökotaster (38') im Zusammenhang mit vorgenanntem System zum Einsatz kommt, bei dessen Betätigung der mittlere Wandlerstrom gespeichert und ausgehend von der ebenfalls gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit, die Brennstoffüllung so geregelt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird und zwar solange bis das Gaspedal (27) betätigt wird und die Regelung dadurch wieder aufhebt.
24. Hybridsystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundsoftwarepaket des Geadyn-M-Systems vorhanden ist, daß mit dem unter Anspruch 23 genannten Anwendersoftwareprogramm eng zusammen arbeitet, wodurch in der Betriebsart Spannungsregelung von weitgehend konstanten Drehzahlen des ther­ mischen Antriebs ausgegangen werden kann.
25. Hybridsysteme nach den Ansprüchen 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundsoftwarepaket des Geadyn-M-Systems vorhanden ist, daß mit dem unter Anspruch 24 genannten Grundsoftwareprogramm eng zusammen arbeitet, wodurch in der Betriebsart Spannungsregelung die Batterieladung und Entladung optimiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Geadyn-M-System in Abhängigkeit zu unterschiedlichen Rückführungen einerseits und in Abhängigkeit unterschiedlicher May-Wandler in dieser Betriebsart Brennstoffüllungssollwerte (24) vorgibt, die zwar im Zusammenhang stehen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, die aber als letzte, der ohnehin nachrangigen Regelung, bezogen auf die Zeitkonstanten der Regelung Berücksichtigung findet, wodurch bei relativ kleiner Kapazität das Geadyn-M-System die Drehzahl des Motors (3) relativ gesehen anhebt und bei relativ großer Kapazität die Drehzahl nach statistischen Gesichtspunkten entsprechend gesenkt wird.
26. Hybridsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anwendungsgruppe C die Konstruktions­ maßnahmen im Zusammenhang mit roh = 0,4 sich, positiv im Sinne der Veringerung der Wandler­ leistungen, wirkungsgradverbessernd auswirken, dadurch gekennzeichnet, daß dann die Wandler im "einschwun­ genen Zustand" und ausgehend von der Nennleistung, die Wandler, ausgehend von einem günstigeren Teilungsverhältnis Aktionsleistung aufbringen können, so daß gestützt über die Welle (13) sich Reaktionsleistungen an den Rädern (14) und (14') ergeben, die größer als die Wandlerleistungen sind, wodurch Streckenvorteile erwirtschaftet werden können, weil die zu generierende Leistung kleiner geworden ist.
27. Hybridsysteme nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit im 5. Gang und ausgehend von der Betriebsrat Stromregelung, die Betriebsart Spannungsregelung sich auch bei maximaler Sollwertvorgabe ergeben kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentenkennlinie des Motors (3) stärker fällt als die der Wandler (5) und (5'), wodurch der Generatornennstrom unabhängig von der Drehzahl unterschritten wird, so daß Stromregelung zum Schutz der Baugruppen entfallen kann und Spannungsregelung erforderlich wird.
28. Hybridsysteme nach Anspruch 1 bis 27, jedoch ausgehend von den Gruppen A und B, sowie der Standübersetzung roh = 0,5, ergeben sich preisgünstige Lösungen, allerdings mit schlechterem Wirkungsgrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittendifferentiale (40) und (40') in dieser Form ausgeführt, als Radnabenantriebe Anwendung finden, so wie es bezogen auf andere Konstruktionsmerkmale, und ausgehend von fester Ölfüllung schon Stand der Technik ist, so daß auf die thermische Grenzleistung keine Rücksicht genommen werden muß, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf den Antrieb der Wellen (2) und (2'), sich die hydraulischen und elektrischen Antriebsleistungen, bezogen auf die Gesamtleistung dieser Achse halbieren, der Antrieb über den E-Motor kann dann ein Starrachsenantrieb ohne Gelenkwellen bleiben, wenn die Achse des Motors (6) zum Drehpunkt der Schwingachsen wird und die Wellen (2) und (2') über Federbeine und Dämpfer gestützt werden.
29. Hybridsysteme nach Anspruch 27 und 28, ebenfalls bezogen auf roh = 0,5, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Hinnahme einer weiteren Verschlechterung des Wirkungsgrades, beim Einsatz eine einzigen zentral angetrieben Generators (5), eingegliedert in eine neue Fahrzeuggruppe D, unter Verzicht auf einen Haupt­ anspruch dieser Anmeldung, sich erhebliche Verein­ fachungen und Verbilligungen des Systems dadurch ergeben, daß nicht nur auf zugehörige redundante Baugruppen verzichtet wird, bei dem nur ein Generatorregler erforderlich ist, sondern dieser Regler zum einfachen Batterieladeregler wird, der dem Stand der Technik entspricht weil er fest an die Drehzahl des Diesel gekuppelt, dann auf Stromregelung schaltet, wenn er seine Nennleistung und damit auch seinen Nennstrom erreicht hat.
30. Hybridsysteme nach Anspruch 1 bis 29 und mit Bezug zum Anspruch 27 bei dem unter Verzicht auf Redundanz und auf die damit verbundenen Merkmals­ gruppen, ein billiges aber durchaus sinnvolles Antriebs­ konzept für einen Linienbus entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß mit Unterstützung eines einzigen Zentralrechners (35), alles was ausgehend von den Additionsgetrieben (40) und (40') definiert wurde, zur Anwendung kommen kann, wodurch, unter Einschluß der Kupplungen (42) auch der 4. Gang und dessen Verfügbarkeit einbezogen, nicht nur ein bedingt wirtschaftlicher, sondern auch ein sicherer Antrieb entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits zwar auf hohe Verfügbarkeit durch redun­ dante Rechner verzichtet wird, wodurch eine Anzahl zugehöriger Merkmalsgruppen entfällt, ohne daß dadurch, ausgehend von den Gruppen A und B, die Sicherheit der Längs- bzw Querstabilität leidet, weil andererseits mechanische, hydraulische und elektrische Leistungsverschiebung zwischen den Rädern trotzdem auf Grund starrer mechanischer Verbindungen stattfindet, also weniger Baugruppen vorhanden sind, die zwischengeschaltet, Einfluß nehmen müssen, wodurch sich einerseits die Fehlersuche im Servicefall erheblich verringert und andererseits auch weniger Baugruppen vorhanden sind, die so ausfallen können, daß das Gesamtsystem darunter leidet, daraus also geschlossen werden darf, daß bezogen auf diesen Anspruch, Mechanik, die sich primär durch vier Mittendifferentiale sowie Hydraulik die leistungsstarke, kraftschlüssige aber auch preiswerte Verbindungen herstellt, jene Redundance entsteht, die sich in der Gruppe C durch dominante Rechnertechnik ergibt, wodurch diese Gruppe D durchaus Berechtigung ergibt, im Anspruch 1 auch die Gruppe D zu benennen.
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