DE2347661A1 - Hybrides antriebssystem - Google Patents
Hybrides antriebssystemInfo
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- B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
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- B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
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Description
fctenfonw-iit'T
p 7059 f
■2li
NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku
Yokohama City, Japan
Hybrides Antriebssystem
Die Erfindung betrifft ein hybrides Antriebssystem für
ein Kraftfahrzeug.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
hybrides Antriebssystem mit verfeinerter Steuerung zu schaffen.
Diese Aufgabe Ινέΐηη erf xndungsgemass gelöst werden durch
einen Hauptantrieb, eine Abtriebsv^elle, bei der es sich
in der Regel um die Getriebeeingangswelle eines Getriebes
handelt, eine Zwischenwelle, die zwischen den Hauptantrieb
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und die Abtriebswelle geschaltet ist, eine lösbare Kupplung zwischen der Zwischenwelle und der AbtriebsweHe, wobei
die Abtriebswelle bei betätigter Kupplung von der Zwischenwelle abgekuppalt ist, ein Schwungrad, das mit der Zwicchenwelle
in lösbarer Antriebsverbindung steht, eine Steuereinheit, die auf die Drehzahlen des Hauptantriebs und
des Schwungrades anspricht und daraus ein erstes Signal, das die im Schwungrad gespeicherte Energiemenge wiedergibt,
und ein zweites Signal erzeugt, das die Drehzahl-differenz
zwischen dem Hauptantrieb und dem Schwungrad wiedergibt, und einen Signalgenerator in der Steuereinheit,
der ein erstes Steuersignal erzeugt, wenn das erste Signal eine oberhalb eines ersten Bezugswertes liegende Energiemenge
des Schwungrades anzeigt, der ein zweites Steuersignal erzeugt, wenn da3 erste Signal eine oberhalb eines
zweiten Bezugswertes, der hoher als der erste ist, liegende Energiemenge des Schwungrades anzeigt,und der ein
drittes Steuersignal erzeugt, wenn das erste Signal eine oberhalb eines dritten Bezugswertes, der höher als der
zweite ist, liegende Energiemenge des Schwungrades anzeigt, wobei die von dem Hauptantrieb abgegebene Leistung teilweise
auf die Abtriebswelle und teilweise auf das Schwungrad zur Erhöhung der im Schwungrad gespeicherten Energiemenge
gegeben wird, v/enn das zweite Signal kleiner als ein bestimmter Wert ist und gleichzeitig das zweite
Steuersignal vorliegt, und wobei das Schwungrad vom Hauptantrieb getrennt wird, wenn das dritte Steuersignal vorliegt^
und durch die Kupplung in Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle gebracht wird, wenn das erste Steuersignal
vorliegt, so dass die Abtriebswelle sowohl vom Hauptantrieb als auch vom Schwungrad angetrieben wird,
wenn das erste Steuersignal vorliegt.
Ein solches hybrides Antriebssystem weist einen Hauptfmtrieb
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wie beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, sov.de ein Schwungrad auf, das zunächst vom Hauptantrieb angetrieben
wird und mit dem Leistungsweg des Kraftfahrzeugs
oder dei-i Hauptantrieb bei bestimmten Betriebs zur. bänden des
Kraftfahrzeugs in /urtriebsverbindung gebracht werden kann.
Vienn vom Hauptantrieb ein Leistungsüberschucs zur Verfügung
steht, wie dies bei Betrieb des Kraftfahrzeugs unter geringer Last der Fall sein kann, wird das Schwungrad
vorn Hauptantrieb angetrieben, während das Fahrzeug gleichseitig vom Hauptantrieb oder durch seine Trägheit
angetrieben wird oder sich im Stillstand befindet, so dass im Schwungrad rotatorische Energie gespeichert wird.
Die auf diese Weise im Schwungrad gespeicherte rotatorische Energie wird ihm entnommen, wenn das Kraftfahrzeug erhöhte
Leistung erfordert, wie dies der Fall ist, wenn das Kraftfahrzeug
aus dem Stillstand angefahren wird oder eine Steigung hinauffährt. Somit erhält das Kraftfahrzeug sein
Antriebsdrehmoment sowohl vom Hauptantrieb als auch vom
Schwungrad, wenn es unter grösserer Belastung gefahren wird. Auf diese Weise unterliegt der·Hauptantrieb selbst
dann nicht grösseren Lastanforderungen, wenn das Kraftfahrzeug
unter schwierigeren Bedingungen gefahren wird. Somit trägt das erfindungsgemässe hybride Antriebssystem
zur Verminderung von Abmesstangen und Leistung des zugehörigen
Hauptantriebs sowie zur Beseitigung giftiger Verbindungen im Abgas des Hauptantriebs bei, bei dem es
sich in der Regel um eine Verbrennungskraftmaschine handelt.
In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann zur stufenlosen Veränderung des Verhältnisses der Drehzahlen von
Zwischenwelle und Schwungrad ein stufenloses Wechselgetriebe zwischen dem Schwungrad und der Zwischenwelle
vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Steuereinheit einen zweiten Signalgenerator umfassen, der auf den Zustand
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des stufenlosen'Wechselgetriebes anspricht und ein viertes
Steuersignal erzeugen kann, das das Verhältnis der Drehzahlen von Zwischenwelle und Schwungrad wiedergibt, wobei
das stufonlose Wechselgetriebe so gesteuert ist, dass
es die Drehzahlen von Zwischenwelle und Schwungrad angleicht, d.h. eine möglicherweise bestehende Drehzahldifferenz
beseitigt, wenn das Schwungrad von der Zwischenwelle getrennt ist, und dass es das Schwungrad beschleunigt
oder verzögert, wenn das Schwungrad von der Zwischenwelle angetrieben wird oder mit der Zwischenwelle in Antriebsverbindung steht.
In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung können eine
dritte und eine vierte Kupplung zwischen die Zwischenwelle und das Schwungrad geschaltet sein. In diesem Fall sind
eine zweite lösbare Kupplung, die auf das zweite Steuersignal ansprechen kann und dann eine Antriebsverbindung
von der Zwischenwelle zum Schwungrad herstellt, und eine dritte lösbare Kupplung vorgesehen, die auf das erste
Steuersignal ansprechen kann und dann eine Antriebsverbindung
vom Schwungrad zur Zwischenwelle herstellt. Alternativ kann jedoch auch nur eine lösbare Kupplung zwischen
die Zwischenwelle und das Schwungrad geschaltet sein. In diesem Fall kann die lösbare Kupplung auf das
erste und das zweite Steuersignal ansprechen und dann bei Vorliegen des zweiten Steuersignals eine Antriebsverbindung von der Zwischenverbindung zum Schwungrad
herstellen und bei Vorliegen des ersten Steuersignals eine 'Äntriebsverbindung vom Schwungrad zur Zwischenwelle
herstellen.
in vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen
sein, dass die Steuereinheit auf das Ausmass der
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Öffnung der Drossel des Brennstoffzufuhr3ystems bzw. Vergasers des Hauptantriebs und den hinter der Drossel
herrschenden Unterdruck anspricht und das Ausmass der
Öffnung der Drossel unabhängig von der Stellung eines Gaspadals steuert, wenn die vom Hauptantrieb abgegebene
Leistung entweder bei stillstehender Abtriebswelle ausschliosslich
auf das Schwungrad oder teilweise auf das Schwungrad und teilweise auf die Abtriebswelle gegeben
wird oder wenn die Abtriebswelle sowohl durch den Hauptantrieb als auch das Schwungrad angetrieben wird.
Während das zuvor beschriebene hybride Antriebssystem in der Lage ist, das Kraftfahrzeug wahlweise vom Hauptantrieb
und/oder dem Schwungrad bei verschiedenen Betriebs zustände η des Kraftfahrzeugs anzutreiben, kann das
hybride Antriebssystem auch so ausgelegt sein, dass das Kraftfahrzeug vom Schwungrad nur dann angetrieben wird,
wenn es aus dem Stillstand anfährt. In diesem Fall umfasst das erfindungsgemässe hybride Antriebssystem einen
Hauptantrieb, eine Abtriebswelle, eine Zwischenwelle, die mit einem Ende über eine erste lösbare Kupplung mit
dem Hauptantrieb und mit dem anderen Ende über eine zweite lösbare Kupplung mit der Abtriebswelle verbunden ist,
ein Schwungrad, das mit der Zwischenwelle in Eingriff bring-bar ist und dann von dieser rotatorische Energie
empfängt oder auf diese ihre gespeicherte Energie überträgt, eine dritte lösbare Kupplung zum wahlweisen Verbinden
und Lösen des Schwungrades mit bzw. von der Zwischenwelle und eine Steuereinheit, die auf die Drehzahlen
von Hauptantrieb, Abtriebswelle und Schwungrad anspricht und die erste, zweite und dritte Kupplung in
der Weise steuert, dass die in dem Schwungrad gespeicherte Energiemenge innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten
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wird, wobei der Hauptantrieb angehalten wird, wenn das Kraftfahrzeug angehalten wird, und wobei das Kraftfahrzeug
von der im Schwungrad gespeicherten Energie angetrieben wird, wenn es nach dem Stillstand anfährt.
Es ist jedoch auch.möglich, das hybride Antriebssystem
so auszulegen, dass der Hauptantrieb vom Schwungrad angelassen wird, wenn das Kraftfahrzeug nach einem zeitweiligen
Stillstand wieder anfahren soll. In diesem Fall umfasst das erfindungsgemässe hybride Antriebssystem einen Hauptantrieb,
eina Abtriebswelle, eine Zwischenwelle, die
mit einem Ende dauernd mit dem Hauptantrieb und mit dem ' anderen Ende über eine erste lösbare Kupplung lösbar mit
der Abtriebswelie verbunden ist, ein Schwungrad, das mit der Zwischenwelle in Eingriff bringbar ist und dann
von dieser rotatorische Energie empfängt oder auf diese ihre gespeicherte Energie überträgt, eine zweite lösbare
Kupplung zum wahlweisen Verbinden und Lösen des Schwungrades mit bzw. von der Zwischenwelle und eine Steuereinheit,
die auf die Drehzahlen des Hauptantriebs, der Abtriebswelle und des Schwungrades anspricht und die erste
und die zv/eite Kupplung in der Weise steuert, dass die in dem Schwungrad gespeicherte Energiemenge innerhalb
eines bestimmten Bereichs gehalten wird, wobei der Hauptantrieb angehalten wird, wenn das Kraftfahrzeug angehalten
wird, und wobei der Hauptantrieb durch die im Schwungrad gespeicherte Energie wieder angelassen wird, wenn das
Kraftfahrzeug nach dem Stillstand anfahren soll.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
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Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt
einer bevorzugten Ausführungsform des hybriden Antriebssysteins, wobei
die elektrische Steuereinheit lediglich als Block wiedergegeben ist?
Fig. 2 ein Blockdiagranan eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels einer elektrischen
Steuereinheit für das hybride Antriebssystem nach Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockdiagramm weiterer Elemente
der Steuereinheit nach Fig. 2;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Ab
wandlung der in Fig. 1 dargestellten *Ausführungsform;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil des
Antriebssystems nach Fig. 4;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere
Abwandlung der Ausführungsform nach
Fig. Ii
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil des
Antriebssystems nach Fig. 6i
Fig. 8 eine schematische Ansieht, teilweise
im Schnitt^ einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform des hybriden Steuersystems;
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer bevorzugten
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elektrischen Steuereinheit für das Antriebssystem nach Fig. 8;
Fig. 10
Fig. 11
eine graphische Darstellung verschiedener Betriebszustand^ eines mit
einem erfindungsgemassen hybriden
Antriebssystem ausgerüsteten Kraftfahrzeug;
eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform des hybriden Antriebssystems/
und
Fig. 12
ein Blockdiagramm einer bevorzugten elektrischen Steuereinheit für das
Antriebssystem nach Fig.
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SAD ORiSiNAI,
Im folgenden wird zunächst Fig. 1 erläutert, in der ein erstes,
bevorztigtes Ausführungsbeiapiel des erf indungsgernässen hybriden
Äiitriebssystems dargestellt ist. Das dargestellte hybride Antriebssystem
umfasst einen Hauptantrieb 20, bei dem es sich in der Regel um eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle
22 handelt. Die Kurbelwelle 22 des Hauptantriebs bzw. des Motors
20 steht vorzugsweise über einen Drehmomentwandler 27 in Antriebsverbindung
mit einer Zwischenteile 24. Die Zwischenwelle 24 wiederum ist über eine Kupplung 28 mit einer Getriebeeingangswelle
26 verbunden. Die Getriebeeingangswelle 26 ist mit einer Antriebswelle 30 verbunden, so dass ein Leistungsweg
zwischen der Kubelwelle 22 des Motors und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs besteht, wie es auch bei herkömmlichen Antriebssystemen
üblich ist.
Die zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors und der Getriebeeingangswelle
26 angeordnete Zwischenwelle 24 tragt ein erstes Ritzel 32 sowie eine zweites Ritzel 34, die auf der Zwischenwelle
24 drehbar gelagert sind. Das erste Ritzel 32 und_ das zweite Ritzel 34 sind mit einer ersten Kupplung 36 bzw. einer
zweiten Kupplung 38 verbunden und in Drehverbindung mit der Zwischenwelle 24, wenn die Kupplungen eingekuppelt sind. Die
zwei Ritzel 32 und 34 sind ständig in Eingriff mit einem Kegelrad 40, das mittels eines Lagers 44 auf einer Querwelle 42 drehbar
gelagert ist. pie'Querwelle 42 ist im rechten Winkel zur
Zwischenwelle 24 angeordnet und wird von einem Lager 46 drehbar gehalten. Die Querwelle 42 trägt an ihrem einen Ende ein Zahnrad
48, das in dauerndem Eingriff mit einem Zahnrad 50 auf einer Welle 52 eines Schwungrads 54 ist. Die Welle 52 des Schwungrads
54 ist in Lagern 56 und 58 drehbar gelagert, die in einem Schwungradgehäuse 60 angeordnet sind.
Zwischen dem Kegelrad 40 und dem Schwungrad 50 besteht eine veränderbare Antriebsverbindung über ein stufenloses Wechselgetriebe,
das im wesentlichen aus einem ersten Drehteller 62,
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ein ran zweiten Drehteller 64 sowie einer oder mehreren Walzen
besteht, wobei die Wa] ze bzw. die Walzen in rollendem Eingriff
mit den zwei Drehtellern 62 und 64 steht, die einen entsprechenden
Abstand voneinander haben. Dor erste Drehteller 62 ist
fest mit dem Kegelrad 40 verbunden oder mit diesem einstückig
ausgebildet, co dass er demzufolge zuser.unen mit dem Kegelrad
40 auf der Querwelle 4 2 mit Hilfe eines Lager3 68 drehbar ißt.
Der zv/eite Drehteller 64 ist fest mit der Querwelle 42 verbunden oder mit dieser einstückig ausgebildet, so dass er zusammen
mit der Querwelle 42 und demzufolge über die in Eingriff befindlichen Zahnräder 48 und 50 zusammen mit dem Schwungrad
54 drehbar ist. Der zweite Drehteller 64 wird von einem Stützlager
70 drehbar in Stellung gehalten. Die Walze 66 ist zwischen den Drehtellern 62 und 64 sowie relativ zu diesen in der Weise
bewegbar, dass die Antriebsleistung zwischen den Drehtellern mit
einem Drehzahlverhältnis übertragen wird, das in Abhängigkeit
von der Relativstellung der Walze 66 stufenlos veränderbar ist. Aufbau und Funktion des beschriebenen stufenlosen Wechselgetriebes
sind aiysich bekannt, so das3 sich hier eine ausführliche Erläuterung
erübrigt.
Die Zwischenwelle 24 sowie alle von der Zwischenwelle 24 getragenen
Teile und Einheiten sind von einem feststehenden Gehäuse 72 umgeben. Ein Ende der Zwischenwelle 24 ist in einem Lager 74 im
Gehäuse 72 gelagert.
Die erste Kupplung 36, die zv/eite Kupplung 38 sowie die Walze des Wechselgetriebes werden von einer elektrischen Steuereinheit
75 gesteuert, die noch beschrieben wird. Wenn die zv/eite Kupplung
38 ausgekuppelt und die erste: Kupplung 36 eingekuppelt ist, befindet sich das erste Ritzel 32 in Eingriff mit der Zwischenwelle
24, so dass die Antriebsverbindung von der Zwischenwelle 24 zum Schwungrad 54 über das erste Ritzel 32, das Kegelrad 40,
den ersten Drehteller 62 des Wechselgetriebes, die Walze 66 dec
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SAD ORIGINAL
Wechselgetriebes, den zweiten Drehteller 64 des Wechselgetriebes, die Querkeilο 42, die Zahnräder 48 und 50 sowie äie Welle 52
des Schwungrades 54 in der Reihenfolge dieser Aufzählung läuft.
Untor diesen Bedingungen wird das Schwungrad 54 von dar Zv.'ischenv,'C']Ie
24 mit einer Drehzahl angetrieben, die durch die Stellung
dor V/a.li'O 66 relativ zum ernten Drehteller 62 und zum zweiten
Drehteller 64 des stuilenlosen Wechselgetriebes bestimmt ist.
Wenn das Kegelrad 40 auf diene V7ej.ce vczn ersten Ritzel 32 angetrieben
wird, wird auch das zweite Ritzel 34 auf der Zwischenwelle
24 vom Kecielrad 40 angetrieben. Es besteht jedoch keine Antriebsverbindung
zwischen dem zweiten Ritzel 34 und der Zwischenwelle
24, da die zweite Kupplung 38 ausgekuppelt ist, so dass sich das zweite Ritzel 34 auf der Zwischenwelle 24 frei drehen kann. Die
erste Kupplung 36 wird von der elektrischen Steuereinheit 76 geaheuert öann eingekuppelt, wenn gewünscht wird, dass das
Schwungrad 54 vom Kotor 20 angetrieben wird, bzw. wenn rotatorische
Energie im Schwungrad 54 gespeichert werden soll. Zmf diese Weise wird die Antriebsleistung von dem Kotor 20 entweder
vollständig für den Antrieb des Schwungrades 54 verbraucht, wenn die Getriebekupp3.ung 28 ausgelcuppelt ist, oder die Antriebsleistung
wird, wenn die Getriebekupplung 28 eingekuppelt ist, teilweise zum Antrieb des Schwungrades 54 und teilweise zum Antrieb
der Getrieheeingangswelle 26 verwendet.
Die zweite Kupplung 38 dient der Übertragung des Antriebsdrehmoments
des Schwungrades 54 auf die Zwischenwelle 24, so dass die Zwischenwelle sowohl vom Motor 20 als auch dem Schwungrad 54 angetrieben
wird, wenn der Motor läuft, oder nur vom Schwungrad
angetrieben wird, wenn der Motor stillsteht. Wenn die zweite Kupplung 38 eingekuppalt und gleichzeitig die erste Kupplung 36
ausgekuppelt ist, befindet sich das zweite Ritzel 34 in Antriebsverbindung mit der Zwischenwelle 24, so dass eine Antriebsverbindung vom Schwungrad 54 zur Zwischenwelle 24 über die Welle
52 des Schwungrades 54, die Zahnräder 50 und 48, die Querwelle 42 den zweiten Drehteller 64 des Wechselgetriebes, die Walze 66
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des Viechselgetriebes, den ersten Drohteller 6 2 des Wechselgetriebes,
das Kegelrad 40 sowie das zweite Ritzel 34 in der Reihenfolge der Aufzühlung besteht. Unter diesen Bedingungen
wird keine Leistung von der Zwischenwelle 24 auf das erste
Ritzel 32 übertragen, da die erste Kupplung 36 ausgekuppelt ist«
Durch solenoidbetätigte Stellglieder 78, 80 und 82 v/erden die erste Kupplung 36 und die zweite Kupplung 30 wahlweise ein-
und ausgekuppelt und ferner die Walze 66 dec stufenlosen Viechselgetriebes
relativ zum ersten Drehteller 62 und zweiten Drehteller 64 bewegt. Die Stellglieder 78, 80 und 82 sind mit den Kupplungen
36 und 38 sowie der Walze 66 über mechanische Verbindungen 04, 86 und 88 betrieblich verbunden, die in Fig. 1 lediglich schematisch
dargestellt sind. Die Stellglieder 78,80 und 82 sind wiederum über Leitungen 90, 92 und 94 elektrisch mit der elektrischen
Steuereinheit 76 in der Weise verbunden, dass sie von der Steuereinheit 76 wahlweise erregt und enterregt werden
können. Die elektrische Steuereinheit 76 kann so ausgelegt sein, dass sie mit beliebigen, gewünschten Betriebsvariablen des
Kraftfahrzeugs unter verschiedenen Betriebszuständen desselben
arbeitet. Für das beschriebene Ausführungsbeispiel wird jedoch angenommen, dass die Steuereinheit vorzugsweise reagiert auf
1) die Drehzahl der Kurbelwelle 22 de3 i»3otors 20,
2) die Stellung der Walze 66 des stufenlosen Wechselgetriebes
ralativ zum ersten Drehteller 62 und zum zweiten Drehteller 64 desselben,
3) die Drehzahl des Schwungrades 54,
4) die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Drehzahl der Antriebswelle
30 wiedergegeben v/erden kann,
5) die Stellung des Bremspedals,
6) die Stellung des Gaspedals, und
7) die Stellung des Kupplungspedals, das der Getriebekupplung zugeordnet ist.
Zur Aufnahme von Informationen, die diesen sieben Betriebsvariablen
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BAD OfüSINAL
Kraftfahrzeugs entsprechen, sind Fühler vorgesehen, zu denen
ein Moterdrehzöhlfühler 100 gehört, der der Kubelwelle 22 de3
Motors 20 zugeordnet ist und eine Signalspannung Ve erzeugt, die projjortiona] zur Drehzahl der Kurbelwelle 22 des Motors ist.
Ferner gehören zu diesen Fühlern ein Walzenstellungsfühler 102,
der der mechanischen Verbindung 88 zwischen der Walze 66 des Wechselgetriebes und dem zugehörigen Stellglied 82 zugeordnet
ist und eine Signalspannung Vr erzeugt, die der Relativstellung von Walze 66 und den Drehtellern 62 und 64 des Wechselgetriebes
entspricht, ein Schwungraddrehzahlfühler 104, der der Welle 52
des Schwungrades 54 zugeordnet ist un d eine Signalspannung Vf erzeugt, die der Drehzahl des Schwungrades 54 proportional
ist, ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 106, der der Antriebswelle 30 zugeordnet ist und eine Signalspannung Vv erzeugt, die
proportional zur Drehzahl der Antriebswelle 30 ist, ein Bremsstellungsfühler
108, der dem Bremspedal zugeordnet ist, und eine Signalspannung Vb erzeugt, wenn das Bremspedal niedergetreten
ist, ein Gaspedalfühler 110, der dem Gaspedal zugeordnet ist und eine Signalspannung Va erzeugt, die proportional zur Auslenkung
des Gaspedals ist, sowie ein Kupplungspedalfühler 112, der der Kupplung 28 im Getriebe zugeordnet ist und eine Signalspannung
Vc erzeugt, wenn das Kupplungspedal im Sinne eines Auskuppeins der Kupplung 28 niedergedrückt ist. Die Signalspannung
Vr vom Walzenstellungsfühler 102 ist proportional zum Verhältnis zwischen den Drehzahlen des ersten Drehtellers 62 und des zweiten
Drehtellers 64 des stufenlosen Wechselgetriebes.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der die verschiedenen Signale verarbeitenden elelctrischen Steuereinheit 76 ist in Fig. 2 dargestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Die vom Walzenstellungsfühler
102 und vom Schwungraddrehzahlfühlez- 104 erzeugten Signalspannungen
Vr bzw. Vf wex'den einem Multiplizierer 114 zugeführt, in dem
die die Drehzahl dos Schwungrades 54 wiedergebende Signalspannung Vf mit der das durch die Walze 66 bestimmte Übersetzungs-
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SAD
verhältnis des stufenlosen Wechselgetreiboc wiedergebenden
Signalspannung Vr multipliziert wird. Somit erzeugt der Multiplizierer
114 eine Ausgangsspannung, die der auf die Drehzahl der Zwischenwelle 24 bezogenen Drehzahl der; ochwungradeij
entspricht. Die Ausgangsapannung des Multiplizierers 114 und
die Signalspannung Ve vom Motordrehzahlfübler 100 werden einem
Drehzahldifferenzglied 116 zugeführt, so dass die Differenz
zwischen den Spannungen vom Motordrehzahlfühler 100 und dem Multiplizierer 114 gebildet wird. Das Drehzahldifferenzglied
116 liefert somit eine Ausgangsspannung, die der Drehzahldifferenz
zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors und dem Schwungrad 54 entspricht.
Die Signalspanming Vf vom Schwungraddrehzahlfühler 104 wird ferner
einem Schwungradenergierechner 118 zugeführt, in dem aus der Drehzahl des Schwungrades die im Schwungrad 54 gespeicherte
Energie berechnet und mit vorbestimmten Energiebeträgen verglichen wird. Der Schwungradenergierechner 118 hat daher drei
Ausgänge s,, s„ und s~ sowie drei Eingänge t,, t„ und t_ für
Bezugsspannungen, die jeweils den Ausgängen s,, s„ und s_ zügeordnet
sind. Den Bezugsspannungs-Eingängen t, , t? und t_ werden
feste Bezugs spannungen e, bzw. e_ bzw. e_ zugeführt, wobei
e. kleiner als e_ und e_ kleiner e3 ist. Wie aus der folgenden
Erläuterung noch deutlicher werden wird, hat die erste Bezugs-
spannung e, einen solchen Betrag, dass mit ihrer Hilfe angezeigt wird, dass im Schwungrad 54 rotatorische Energie in solcher
Menge gespeichert ist, dass noch eine Entnahme erfolgen kann. Die Bezugsspannung e„ hat einen solchen Betrag, dass
sie zu der Anzeige verwendet v/erden kann, dass die im Schwungrad gespeicherte Energiemenge oberhalb des durch e.. gegebenen
Niveaus liegt, aber dennoch ergänzt v/erden sollte. Die Bezugs™ spannung e., hat einen solchen Betrag, dass sie zu der /inzeige
verwendet werden kann, dass eine ausreichende Menge rotatorischer
Energie im Schv:ungraä gespeichert ist, so dass dem Schwungfad
keine weitere Energie zugeführt zu v/erden braucht. Somit
409816/03 3 7
wird also die vom ,Schwungraddrehzahlfühler 104 zugeführte
Signolspannuny Vf bzw. die daraus errechnete Schwungradenergie
mit den drei Bezugsspannungen e, , e und e~ verglichen, und
ein Auagangfr'ijignal tritt am ersten".-Ausgang s, auf, wenn die
Spannung Vf bzw. der daraus errechnete Energiebetrog grosser
als die Bezugsspannung e, ist τ am zweiten Ausgang S9 tritt ein
Auagangssignal auf, wenn die Spannung Vf bzw. der daraus berechnete
Εηοχ-giebetrag grosser als die Bezugsspamrung e„ ist,
und ein Ausgangssignal tritt am dritten Ausgang s., auf, wenn die Spannung Vf bzw. der daraus errechnete Energiebetrag grosser als
die Bezugsspannung e., ist.
Eine Schwungradladesteuerung 120 hat drei Eingänge m, , m_ und m_,
von denen der Eingang m, mit dem Ausgang des Gaspedalfühlers
110 und der Eixigang m« sowie der Eingang nu mit den Ausgängen
s„ bzw. S3 de3 •Schwungradenergierechners 118 verbunden ist.
Bei der Schvmngradladesteuerung 120 handelt es sich um eine logische Schaltung, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn am
Eingang m? eine Spannung anliegt und gleichzeitig an den Eingängen
m, und m_ keine Spannungen anliegen. Daher ex-zeugt die ,Schwungradladesteuerung 120 bei Vorliegen einer Ausgangsspannung
vom Gaspedalfühler 110 Icein Ausgangssignal, selbst wenn am Eingang m_ eine Spannung anliegt. Wenn am Eingang m~
eine Spannung anliegt, erzeugt die Schwungradladesteuerung unabhängig vom Zustand des Gaspedalfühlere 110 keine Ausgangsspannung.
Parallel zur Schwungradladesteuerung 120 ist eine Schwungradentladesteuerung
122 mit zwei Eingängen n, und n? vorgesehen..
Der Eingang n, ist mit dem Ausgang s, des Schwungradenergierechners 118 verbunden, während der Eingang n? mit dem Gaspc-dalfübler
13.0 verbunden ist. Die Schwungradentladesteuerung
122 ist eine logische UKD-^Schaltung, die ein Ausgangssignal erzcuot,
wc-MVA ein ihren beiden Eingäncjen n, und n„ Eiiigangssparmungen
anliegen.
4098 13/0337 ^
Die Ausgänge der Schwungraäladesteuerung 120 und der Schwungradentladesteuerung
122 sind mit den Eingängen einer Schwungradbeschleunigungssteuerung .124 bzw. einer Schwungradverzögerungssteuerung
126 verbunden, von denen jede einen weiteren Eingang aufweist/ der mit dem Ausgang des Drehzahldifferenzgliedes 116
verbunden ist. Somit erhält die Schwungradbeschleunigungssteuerung
124 von dem Drehzahldifferenzglied 116 eine Signalspannung,
die der Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors
bzw. der Zwischenwelle 24 und dem Schwungrad 54 entspriht. Wenn die Schwungradbeschleunigungssteuerung 124 auf das Ausgangssignal
von der Schwungradiadesteuerung 120 anspricht, erzeugt sie eine
Ausgangsspannung, die dazu führt, dass das Schwungrad 54 solange
mit rotatorischer Energie gespeist wird, bis eine vorbestimmte
Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors und dem Schwungrad 54 erreicht ist. Auch die Schwungradverzögerungssteuerung
126 spricht auf die Signalspanmmg vom Drehzahldifferenzglied
116 an und erzeugt eine Ausgangsspannung, die bewirkt, dass das Schwungrad 54 solang entladen wird, bis eine vorbestimmte
Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors
und dem Schwungrad 54 erreicht ist, wenn die Schwungradverzögerungssteuerung
126 durch die Schwungradentladesteuerung 120 angesteuert wird.
Die von dem Walzenstellungsfühler 102, dem Drehzahldifferenzglied
116, der Schwungradbeschleunigungssteuerung 124 und der Schwungradverzögerungs3teuerung
126 erzeugten Ausgangssignale v/erden sämtlich einer Walzensteuemng 128 zugeführt, die das Stellglied
82 für die Walze 66 des stufenlosen Wechselgetriebes in der Weise steuert, dass entweder die Drehzahlen der Kurbelwelle 22
des Motors und des Schwungrades angeglichen werden, so dass das Schwungrad 54 von der Kurbel welle 22 des Motors mit zusätzlicher
rotatorischer Energie aufgeladen wird, oder die Zwischenwelle 24 vom Schwungrad 54 angetrieben wird, was von den auf
die Walzensteuerung 128 aufgegebenen Spannungen abhängt. Wenn
409816/0337
das Schwungrad 54 mit zusätzlicher Energie aufgeladen werden
soll oder die im Schvvmigrad 54 gespeicherte Energie entladen
werden soll, wird die Walze 66 dos stufe/ilosen Wochoelgetriobes
raJ r?.tiv KU d.^n Drelvt'"·! lern 62 und. 64 in einer Richtung und
über eine Strecke verschoben, die durch die von der Schvrungradbeschlc'jniyung/icr.r.Lioruny
124 oder der Schv/unc^r-idvcrzögerungs
steuerung-126 erzeugten Au&ga-ngosp&nnurigan bestimmt ist» .
Die vom Fahrzeurjgeschv/indigkeitcfühler 106 cr
Vv wird einera Grenzgoochwimligkeitsäetolctor 130 sowie einem
Hullgeschvindigkeitncletektor 132 zugeführt. Der Grenzgeschwindig];.eitsd':3te3ctor
130 erzeugt eine Äusgangsspannung, wenn die
der Fahrzeugc/eschwincligkeiit entsprechende Signalspannung Vv
grosser als ein bestimmter Wert ist, vroäurch "bewirkt wird, dass
das Schwungrad 54 die Abgabe seiner gespeicherten Energie an die Zwischenwelle 24 beendet, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit
oberhalb eines bestimmten Wertes fährt. De-r NuIigeschwindigkeitcdetektor
132 erzeugt eine Ausgangsspannung, wenn die Signalspannung Vv anzeigt, dass die Fe.hrζeugg.eschv/indigkeit
Null ißt, das heisct, wenn das Kraftfahrzeug stillsteht.
Die Ausgangs.spannung vom- Nullgeschwindigkeitsdetektor 132 und
die Signal spannung Vb vom Bremsstellungsfuhler 108 v/erden einer
Kotorbremssteuerung 134 zugeführt, die so ausgebildet ist, dass
sie eine Ausgangsspannung erzeugt, wenn keine Ausgangsspannung
vom Nullgeschwindigkeitsdetektor 132 anliegt und eine Signalspannung
Vb vom Bremsstellungsfuhler 108 anliegt, d.h. wenn das Kraftfahrzeug fährt und gleichzeitig das Bremspedal nieder-
getreten xst.
Die Signalspannungen Va und Vc von dem Gaspedalfühler 110 bzw.
dem Kupplungspedalfühler 112 werden direkt den Eingängen einer
ersten Kupplungssteuerung 136 und einer zweiten Kupplungssteuerung
138 zugeführt. Die erste Kupp3.ungssteuerung 136 hat v/eitere Eingänge,
die mit den Ausgängen der Schwungradladesteuerung 120
409816/0337 . eAD OBiQSNAL
und der Motorbremssteuerung 134 verbunden sind; die zweite
Kupplung^steuerung 138 hat ebenfalls v/eitere Eingänge, die
mit den Ausglühen der Sehvvmigrerleritlaäestciuorung 122 und des
Grenzgeschvimligkeitsd^tektors 130 verbunden sind. F; in Vergleicher
140 hat einen Riagang, do>r mit ö.p-a Ausgang do." Drehzahl
differ enzgiiedes 116 verbunden, ist, sowie einen /Yasgang,
der init den Knyyplungs&teuerungon 136 und 130 verbunden ist«,
Der Vergleiche" 140 iüL so ausgelegt, dass er die Ausgangü-spannung
vom D^ ehzdhJ.clivf er endglied 116 mit einer vorgegolo·" nrn
Bezugsspannung vergleich!: und eine 5teuort;p--nnung an die Kupplungsofceuerungon
136 υ"^d 138 liefert, v/enn die der Drehzahl. dif
f eronz zwischen der Kurbelwelle 22 de.i J-'otors und dem Schv.:u r
rad 54 entsprechende Spannung niedriger als die Bceucjospannu:.''?
ist. Somit wird die erste Kupplungsstexierung 136 oder die
zweite Kupplungssteuerung 138 in Abhangig]..eil: von dem Signal,
das von der Schv/ungradladssteuerung 120 b,z\,T. der Schv;ungrad~
entladesteuerung 122 geliefert wird, angesteuert. Die Kupplungssteuerungcn
136 und 138 sind mit dem Stellglied 78 bzw. 80 der
ersten Kupplung 36 bzw. der zweiten Kupplung 38 verbunden.
Die erste Kupplung 36 wird eingekuppelt, v/enn die erste Kupplungssteuerung
136 ein Ausgangssignal auf das der ersten Kupplung
36 zugeordnete Stellglied 78 gibt. Dieses Ausgangseignal
wird von der ersten PCupplungssteuerung 136 geliefert, wenn die
folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:
1) der im Schwungrad 54 gespeicherte Energiebetrag ist. grosser als der dem Viert e„ entsprechende Betrag und niedriger als
der dem Wert e.., entsprechende Betrag, und das Gaspedal ist
freigegeben, so dass am /vusgang der Schwungradladeiiteueruncj
120 eine Ausgangsspannung vorliegt;
2) die Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors und dem Schwungrad 54 ist kleiner als ein-vorgegebener Wert,
so dass der Vergleicher 140 ein Ausgangssignal erzeugt. Dss
. Ausgangssignal vom Vergleicher 140 tritt daher nicht auf,
409816/0337
~ 19 —
wenn die Drehzahldifferenz grosser als der vorgegebene Viert
wird oder wenn - mit anderen Worten - die Drehzahl des Schwungrades 54 so gross ist oder so stark, ansteigt, dass
eine solche Drehzahldifferenz besteht/
3) das Gaspedal ist freigegeben,, so dass keine Signal spannung von
Gaspedalfühler 110 erzeugt wird;
4) das Kupplungspedal ist freigegeben, so dass die Getriebekupplung
28 eingekuppelt bleibt und keine Signalspannung vom
Kupplungspedalfühler 112 erzeugt wird/
5) das Bremspedal ist freigegeben, so dass die Kotorbremssteuerung
134 kein Ausgangssignal liefert.
Die zweite Kupplungssteuerung 138 liefert ein Ausgangssignal an das Stellglied 80 der zweiten Kupplung 38, wenn die folgenden
Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:
1) die im Schwungrad 54 gespeicherte rotatorische Energiemenge liegt oberhalb des durch den Wert e, gegebenen Betrages und
das Gaspedal ist freigegeben, so dass die Schwungradentladesteuerung 122 eine Ausgangsspannung an die zweite Kupplungssteuerung 138 liefert/
2) die Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 22 des Motors und dem Schwungrad 54 liegt unterhalb· eines bestimmten Wertes,
so dass der Vergleicher 140 ein Ausgangssignal erzeugt. Das Ausgangssignal vom Vergleicher 140 tritt daher nicht auf
bzw. verschwindet, wenn die Drehzahldifferenz grosser als der vorgegebene Wert wird oder wenn - mit anderen Worten -die
Drehzahl des Schwungrades 54 vermindert wird, so dass eine solche Drehzahldifferenz entsteht/
3) das Gaspedal ist niedergetreten, so dass der Gaspedalfühler 110 eine Signalspannung Va liefert und die Schwungradladesteuerung
120 kein Ausgangssignal liefert/
4) die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt unterhalb des vorbestimmten Wertes, so dass der Grenzgeschwindigkeitsdetektor 130 kein
Ausgangssignal liefert^
409816/0337
5) Dös Kupplungspedal ist freigegeben, so dass vom Kupplunga
pedalfühler 112 kein. Ausgang;-3signal erzeugt wird.
In Tabelle I sind die Zustände der Kupplungen 28, 36 und
unter verschiedenen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs und
des. Motors wiedergegeben, wobei das Zeichen "o" den eingekupx^elten
und Zeichen "x" den ausgekuppelten Zustand einer jeden Kupplung kennzeichnet.
Betriebszustand | Kupplung | 26 | 36 | 38 | |
Motor im Leeraluf (Schwungrad benötigt keine Aufladung/ |
χ- | χ | * | ||
Schwungrad benötigt Aufladung (Sollte vom Motor angetrieben werden) |
X | O | * | ||
Fahrzeug im Still stand |
Bremspedal niedergetreten, wäh rend das Schwungrad aufgeladen wird |
X | O | χ | |
Fahrzeug bereit zum Anfahren, Kupplung 26 ausgekuppelt, Schalton des Getriebes aus der Neutralstellung |
X | X | X | ||
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Beschleu nigung |
Fahrzeug wird von Motor und Schwungrad angetrieben |
X | O | X |
Normal fahrt |
Kupplung 26 ist zum Gang wechsel ausgekuppelt, Entladung des Schvmngrads unterbrochen |
X | X | X |
Verzöge rung (Brem sung) |
Fahrzeug fährt ungefähr mit Höchstgeschwindigkeit ohne Aufladen oder Entladen des Schwungrades |
X | X | O |
Fahrzeug wird auf mittlere Geschwindigkeit beschleunigt und das Schwungrad nicht entladen |
X | X | O | |
Schwungrad kann je nach Energieinhalt durch über schüssige Motorleistung angetrieben werden |
O | X | O | |
Fahrzeug fährt ungefähr mit Höchstgeschwindigkeit ohne Aufladen oder Entladen des Schwungrades |
X | X | O | |
Motor v/ird durch Fahrzeug gebremst, ohne Aufladen oder Ertladen des Schwungrads |
X | X | O |
40981 6/0337
Aus Tabelle I ist ersichüich, dass die Kupplung 36 eingekuppelt
ist, wenn der Motor bei seiner vollen Leistung oder einer Teilleistung arbeitet, während das Fahrzeug sich im Stillstand
befindet oder unter normölen Bedingungen gefahren wird, und wenn gleichzeitig die im Schwungrad gespeicherte Energiemenge
zu klein ist, und dass die Kupplung 38 eingekuppelt ii>t,
wenn es erforderlich ist, dass das Fahrzeug gleichzeitig voia
Motor und dem Schwungrad zum Zweck der Beschleunigung angetrieben wird.
Wie bereits erläutert, wird die im Schwungrad 54 gespeicherte Energiemenge aus der Drehzahl des Schwungrades errechnet und
mit drei vorgegebenen Werten verglichen, denen die Spannungen e., e2 und e~ entsprechen, so dass drei verschiedene Steuersignale
entweder gleichzeitig oder einzeln je nach der Energiemenge des Schwungrades erzeugt werden. Wenn somit ein Steuersignal
erzeugt wird, das anzeigt, dass die Energiemenge des Schwungrades grosser als der dem Wert e_ entsprechende Betrag und niedriger
als der dem Wert e3 entsprechende Betrag ist, während das
Fahrzeug sich im Stillstand befindet oder unter normalen Bedingungen angetrieben wird, wird die Leistung des Motors zumindest
teilweise dem Schwungrad zugeführt, um die Energiemenge des Schwungrades zu erhöhen. Wenn dabei die Energiemenge des
Schwungrades den dem Wert e~ entsprechenden Betrag erreicht, wird ein anderes Steuersignal erzeugt, so dass der Antrieb des
Schwungrades vom Motor unterbrochen wird. Wenn jedoch ein Steuersignal vorliegt, das anzeigt, da3S das Schwungrad noch
eine rotatorische Energie oberhalb des dem Viert e1 entsprechenden
Betrages bzw. in solcher Menge, dass dera Schwungrad Energie · ·
entnommen werden kann, hat, wird das Fahrzeug sov/ohl vom Motor
als auch vom Schwungrad während des Anf ahrens aus dem Stillstan d
oder beim Bergauf fahren angetrieben, das heisst unter Bedingux^gen,
unter denen der Motor stark belastet ist.
Die Drehzahl des die Zwischenwelle 24 antreibenden oder von dier
409816/033 7
scr angetriebenen Sclwungrad.es 54 wird, durch dio Verschiebung
der "vvalze 66 relativ zu den Drehtellern 62 und G4 des stufenlosen
WochfX'.lgctriebGs in suvor beschriebener VJ ei se verändert.
Die Ualxe 66 spricht an auf die Dreh^.ahldifferen^ zwischen
der Kurbelwelle 22 des Kotora und den Schwungrad 54 und v,-ir&
in der v7eiöe gesteuert, dass die Drehzahldifferenz auf Null
vermindert wird, wenn das Schwangrad susser Eingriff mit der
Zwiacbem-iolle i.st, und dass das Schwuncjrad beschleunigt oder
verzögert wi.rd, wenn es mit zusätzlicher Energie aufgeladen oder wenn gespeicherte Energie entladen werden soll.
Wenn entweder die Kupplung 36 oder die Kupplung 38 eingekuppelt
ist, so dass das Schwungrad 54 vom Motor angetrieben wird, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet oder unter
geringer Last gefahren wird, oder seine gespeicherte Energie bei starker Belastung abgibt, wird die vom Motor erzeugte
Leistung nicht oder nur teilweise auf die Antriebswelle übertragen. Aus diesem Grunde wird das Drosselventil des Motors
vorzugsweise nicht ausschließlich oder sogar unabhängig vom
Gaspedal gesteuert. In Fig. 3 ist eine bevorzucjte Ausführungsform einer elektrischen Steuereinrichtung für diesen Zweck
dargestellt. Es wird angenommen, dass die Steuereinrichtung Teil der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit 76 ist und dass
sie nicht nur auf die Drehzahlen der Kurbelwelle 22 und des Schwungrades 54, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die
Stellungen der Kupplungs- und Bremspedale und das Ausmass der
Auslenkung des Gaspedals anspricht, sondern auch auf den Unterdruck
in der Ansaugleitung und das Ausmass der Öffnung der Drossel des Motors 20. Daher sind weitere Fühler 142 und 144 "
vorgesehen, die den Unterdruck in der Ansaugleitung des Motors 20 und das Ausmass der öffnung des Drosselventils des Motors
feststellen, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Der Unterdrückfühler
142 und der Drosselstellungsfühler 144 sind elektrisch über Leitungen 146 bzw. 148 mit der Steuereinheit 76 verbunden.
Das Drosselventil wird von einem Stellglied 150 gesteuert, das
iriit einem der Ausgänge der Steuereinheit 76 verbunden ist.
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BAD ORDINAL
Wie deutlicher aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind der Unterdruckfühler
142 und der Drosselstellungsfühler 144 sowie der Motordrehzahlfühler
100 und der GatrneäaXfühler 110 direkt mit den
Eingangen einer Dro.se el ventilsteuerung 152 verbunden und führen
dieser eine Eingungsspanming Vi ζυ, die proportional zum Unterdruck
in der Ansaugleitung des Motors 20 ist. Ferner führen diese Fühler der Droaselventilöteuerung 152 eine Signalspannung
Vt, die proportional zürn Ausmaß« der Öffnung der Drossel des
Motora ist, sov/ie die Signalspannungen Ve und Va zu, die der
Drehzahl des Motors bzw. der Stellung des Gaspedals entsprechen. Ein weiterer Eingang der Drosselventilsteuerung 152 ist mit
dem Ausgang eines Steuersignalgenerators 154 für das Drosselventil
verbunden, dessen Eingänge wiederum mit den Ausgängen der zuvor beschriebenen Elemente Kuppluncjspedalfühler 112,
Schwungradladeoteuerung 120, Schwungradentladesteuerung 122, Grenzgeschwindigkextsdetektor 130, Nullgeschwindigkeitsdetektor
•132 und Motorbrems.steuerung 134 verbunden, sind. Der Steuersignalgenerator
154 spricht somit entweder direkt oder indirekt auf die Signal spannungen Vf, Vv, Vd und Vc vorn Schwungraddrehzahlfühler
104, vom Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 106, vom Bremsstellungsfühler 108 und vom Kupplungspedalfühler .112 an. Auf
diese Signale reagiert der Steuersignalgenerator 154 durch Erzeugung von drei verschiedenen Ausgangssignalen G1, G„ und
G3, die von den Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs abhängen.
Wenn der Nullgeschwindigkeitsdetektor 132 und die Schwungradladesteuerung
120 ihre Ausgangsspannungen liefern, d.h. wenn das Schwungrad 54 bei stillstehendem Kraftfahrzeug vom Motor
angetrieben wird, erzeugt der Steuersignalgenerator 154 das Signal G,, das die Drosselventilsteuerung 152 ansteuert. Daraufhin
bewirkt die Drosselventilsteuerung 152, das3 das Stellglied
150 des Drosselventils das Drosselventil des Motors 20 in eine Winkelstellung bringt, in der die Drossel in einem
Ausmass geöffnet ist, dass der festgestellten Motordrehzahl und dem festgestellten Unterdruck in der Ansaugleitung zugeordnet
ist. Wenn jedoch das Kraftfahrzeug aus dem Stillstand angefahren
409816/0337 i · .
SAD OPJQiNAL
23A7661
wird oder während -der Fahrt beschleunigt v/ird, so dass das
Schwungrad in Antriebs verbindung mit der Zwischonwelle 24
gebracht wird, wird das Kraftfahrzeug sowohl vom Motor 20
als auch vom Schwungrad 54 angetrieben, wie bereits erläutert. In dienern Zustand erzeugt der Steuersigrialgenerator 154 das
Signal G~, das zur Folge hat, dass die Drosselventilsteuerung
152 dafür sorgt, dass das Stellglied 150 das Drosselventil des Motors in eine Stellung bringt, in der die Öffnung der
Drossel in dem Masse vermindert ist, wie es für die festgestellte Motordrehzahl und den festgestellten Unterdruck in
der Ansaugleitng·vorgeschrieben..ist. Das Signal G„ wird erzeugt,
wenn Ausgangsspannungen vom Gaspedalfühler 110 und von der
Schwungradentladesteuerung 122 vorliegen und wenn gleichzeitig keine Ausgangsspannung vom Grenzgeschwindigkeitsdetektor
vorliegt. Wenn in diesem Zustand der Grenzgeschwindigkeitsdetektor 130 ein Ausgangssignal erzeugt, v/eil die Fahrzeuggeschwindigkeit
bei Betrieb des Fahrzeugs unter grosser Last den Grösstwert erreicht, verschwindet das Signal G„, und demzufolge
tritt die Drosselventilsteuerung 152 ausser Aktion, so dass das Drosselventil des Motors durch das Gaspedal gesteuert
wird. Wenn ferner das Kraftfahrzeug mit verhältnismässig
niedriger Belastung gefahren wird und das Gaspedal nvir über eine begrenzte Auslenkung niedergetreten ist und wenn
der im Schwungrad 54 gespeicherte Energiebetrag niedriger als der dem Wert e? entsprechende Betrag ist, so da3S das
Schwungrad 54 vom Motor 20 angetrieben wird, erzeugt der Steuersignalgenerator
154 für das Drosselventil das Sicynal G_ und
liefert es an die Drosselventilsteuerung 152, die daraufhin das Stellglied 150 in der Weise ansteuert, dass dieses das
Drosselventil in eine Stellung bringt, in der es eine öffnung hat, die für die festgestellte Motordrehzahl und den festgestellten
Unterdruck in der Ansaugleitung des Motors vorgeschrieben ist. Das Signal G- v/ird erzeugt, wenn kein Ausgangssignal
vom Gaspedalfühler 110 und vom Nullgeschwindigkeitsdetektor
132 vorliegt und wenn gleichzeitig eine Ausgangsspannung
409816/03 3 7 @AD
von der Schwungradlaöefitouerung 120 anliegt. Das Signal G, , G.}
oder G vom Steuersignalgenarator 154 verschwindet, wenn das
Bremspedal oder das Kupp3 ungpedal vom Fahrer niedergetreten,
wird, so das:* eine Auisgangsspanmmg entweder von dor Moborbr
eras steuerung 134 oder dem Kupplungspedalfühler 112 vorliegt. Wenn die Drossselventilateuerung 112 nicht in Aktion ict, wird
das Drosselventil des Motors entsprechend der Auslenkung der.
Gaspedals, d.h. unabhängig vom Stellglied 150 verstellt.
Eine Abwandlung der bisher erläuterten Ausfuhrungsform. des
hybriden Antriebssystem:?, ist in dem Figuren 4 und 5 dargestellt,
in denen mit dem Ausführungsbeispiol nach Pig. I übereinstimmende
Teile und. Bauelanente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist
der Drehmomentwandler 27 zwischen die Zwischenwelle 24 und die Getriebeeingangswelle 26 geschaltet. Das in den Figuren
4 und 5 dargestellte hybride Antriebssystem umfasst zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Teilen und Baueelementen eine vierte
Kupplung 156, die zwischen der Zwischenwelle 24 und der Kurbelwelle
22 des Motors eingebaut ist, so dass die Zwischenwelle 24 wahlweise je nach dem Schaltzustand der Kupplung 156 angekuppelt
oder abgekuppelt ist. Die Kupplung 156 wird durch eine Einrichtung gesteuert, die auf. die Stellung des Bremspedals,
die im Schwungrad 154 gespeicherte Energiemenge und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anspricht. Die Kupplung 156 ist
ausgekuppelt, wenn das Bremspedal bei eingekuppelter Getriebekupplung 28 und eingekuppelter Kupplung·" 36 niedergetreten ist
und wenn die im Schwungrad gespeicherte rotatorische Energiemenge zu gering ist, um das Fahrzeug ohne Unterstützung des Motors
anzutreiben. In diesem Zustand wird eine Bremswirkung vom Schwungrad 54 auf das Kraftfahrzeug über die Zwischenwelle 24
und die Getriebeeingangswelle 26 ausgeübt, da die Kupplung 36 eingekuppelt ist und die Schwungradladesteuerung 120 (Fig. 2)
sich in einem Zustand befindet, in dem sie ihre Ausgangsspannung erzeugt. Somit kann die Kupplung 156 eine sogenannte:
409816/0337 1 · - SAD ORiSlMA!
"regenerative Bremsung" des Kraftfahrzöugs bewirten, wenn sie
unter den arifjoocbcncn Bedingungen ausgekuppelt ist. Die Kupplung
on 20, 36, 30 und 156 sind nach dein Schema gemäss Tabelle II
eingelcuppc.lt und cuogelcuppo.lt.
Betriebszustand | Kupplung | 36 | 38 | 156 | |
fahrzeug Lm Still stand |
Kotor im Leerlauf {Schwungrad benötigt keine Aufladung) |
26 | X | X | X |
3e- 3chleu- "iigung |
»Schwungrad benötigt Auf ladung, d.h. Antrieb vom Motor |
X | O | X | O |
STorraal— fahrt |
Fahrzeug wird vom i-iotör und vom Schwung rad angetrieben |
X | X | O | X |
Ver zöge rung {Brem sung) |
Schwungrad kann je nach Energieinhalt durch uber- sehüssige'Fötor1eistung angetrieben v/erden |
O | O | X | O |
Regenenerat'ive Bremsung | O | O | X | X | |
Kotor wird durch Fahr zeug gebremst, ausreichen de jSnergie im Schwungrad ge speichert |
O | X | X | O | |
O |
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In den Figuren 6 und 7 ist eine weitere Abwandlung des in Fig» I
dargestellten hybriden /mtriebssystems dargestellt, wobei das
Schwungrad 54 von einer Welle 52 getragen wird, die direkt mit
der Querwelle 42 verbunden ist. D?.s Besondere dieses /sucführungnbeispiols
besteht darin, dass nur eine Kupplung 158 fuktional
zwischen die Zwisclienwelle 24 und das Schwungrad 54 geschaltet
ist. Die Kupplung 158 ist somit auf einer Seite der Zwischen-welle 24 und auf der anobsn Seite einem Ritzel 160 zugeordnet,
das in dauerndem Kingriff mit dem Kegelrad 40 steht. Wenn die
Kupplung 158 eingekuppelt ist, wird das Schwungrad 54 von der Zwischenwelle 24 angetrieben, wenn das Drehmoment der Zv/ischenwd-le
24 das Drehmoment des Schwungrades übertrifft, und das Schwungrad 54 treibt die Zwischenwelle 54 an, wenn das Drehmoment
des Schwungrades das Drehmoment der Zwischenwelle übertrifft. In Tabelle III ist das Schema wiedergegeben, nach dein die
Kupplung 158 und die Getriebekupplung 28 eingekuppelt und ausgekuppelt werden.
Betriebs zust and | Kupplung | 158 | |
Fahr zeug im Still stand ** |
Motor im Leerlauf | 28 | X |
Be schleuni gung |
Schwungrad benötigt Auf ladung, d.h. Antr i<ä> vom Motor , |
X | O |
Fahrzeug wird vorn Motor and Schwungrad ange trieben |
X | O | |
O |
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Verzögerung
Bi'eirisurig
Schwungrad kann je nach
Enorf/i einlia.lt durch überschlissig·."-' Fo tor .leistung
angetrieben v/erden
Enorf/i einlia.lt durch überschlissig·."-' Fo tor .leistung
angetrieben v/erden
Motor v.'ird durch Fahrzeug
gebremst (keine regenerative
Bremsung)
gebremst (keine regenerative
Bremsung)
Fig. 8 zeigt ein weiteres, bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
hybridan Antriebssystencnach der Erfindung. Während die
bisher beschriebenen Ausführuncjsbeispiele so ausgelegt sind, dass sie das Fahrzeug entweder unabhängig oder zusairanen mit
dein Motor unter verschiedenen Betriebsbedinguncren des Fahrzeugs
antreiben können, wird das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel
in der Weise betrieben, dass es das Fahrzeug nur dann antreibt, wenn das Fahrzeug aus dein Stillstand angefahren wird,
während dessen das Schwungrad in Drehung gehalten wird. Wenn das Fahrzeug eine gewöhnliche Fahrgeschwindigkeit erreicht hat,
wird der Motor angelassen und treibt dann das Fahrzeug und das Schwungrad an, und das Schwungrad wird vom Leistungsweg getrennt,
sobald die Drehzahl des Schwungrades einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
Das in Fig. 8 dargestellte hybride Antriebssystem umfasst eine
Zwischenwelle 161, die mit der Kurbelwelle 162 des nicht dargestellten
Motors sowie einer Getriebeeingangswelle 164 fluc-htet.
Die Zwischenwelle 161 kann an ihrer Eingangsseite mit einer Kurbelwelle 162 des Motors über eine erste Kupplung 166 und an
ihrer Ausgangsseite mit der Getriebeeingangswelle 164 über eine
zweite Kupplung 168 gekuppelt werden, die in der bei herkömmlichen Getriebekupolungen üblichen Weise von Hand bzw. mechanisch gesteuert
werden kann. Die erste Kupplung 166 wird mittels eines
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SAD ORiSINAL
Steuerhebels 170 eingekuppelt und ausgekuppelt, der um einen
Zapfen 171 schwenkbar ist. Dar Steuerhebel 170 steht dauernd in dem Sinne unter der Spannung einer Feder 174, da,v,ö dre
Kupplung 160 eingekuppelt i.st« Der Steuerhebel 170 ißt über
einen Plunger mit einem soli noidbcitätigten Ste.ljcj3.iod 178 in
Verbindung. Wenn das salerioidbetäticte Stellglied 178 erregt
wird, schwenkt es den Steuerhebel 170 un den Zapfen 172 gegen die Kraft der Feder 174 in einer solchen Richtung, dnsa die
Kupplung 166 abgekuppelt wird. In ähnlicher Ueiae wird die
zweite Kupplung 168 mit Hilfe eines Steuerhebels 180 eingekuppelt und ausgekuppalt, der an eines Zapfen 182 drehbar eingelenkt
ist und von einer Feder 184 unter einer solchen Vorspannung geha3.ten wird, das σ die Kupplung 3.68 im eingekuppelten
Zuetand zu bleiben versucht. Der Steuerhebel 180 ist über einen
Plunger 186 mit eine:cn solenoidbetätigten Stel3.glied 188 verbunden,
das im erregten Zustand den Steuerhebel 180 um den Zapfen 182 gegen die Kraft der Feder 184 in einer solchen Richtung'
ver schwenkt, dass die Kupplung 168 ausgekuppelt wird. Somit
werden die erste Kupplung 166 und die zweite Kupplung 168 normalerweise eingekuppelt gehalten und ausgekuppelt, wenn
das jeweils zugeordnete solenoidbetätigte Stellglied 178 bzw. 188 erregt wird. .
An der Zwischenwelle 168 ist eine Scheibe 190 befestigt, an deren einer Seite ein Reibbelag 192 befestigt ist» Auf der Zwischenwelle
161 ist ferner ein Schwungrad 194 axial beweglich mit Hilfe von Lagex-n 196 gelagert, das in Eingriff mit dem Reibbelag
192 auf der Scheibe 190 kommen kann, wenn es zur Scheibe
bewegt wird. Am Schwungrad 194 ist eine Druckmuffe 198 befestigt, die längs der Zwischenwelle 161 und unabhängig von dieser bewegbar
ist.' Die Druclvmuffe 198 befindet sich bei 200 in Eingriff
mit einem Steuerhebel 202, der um einen Zapfen 204 schwenkbar ist. Der Steuerhebel 202 wird dauernd von einer Feder 206
beaufschlagt, die. ihn in dein Sinne um den Zapfen 204 zu schwenken
versucht, daar. er die DruckrauJTfe 138 und demzufolge das
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Schwungrad 194 von eier Scheibe 190 wegzuziehen versucht. Der
Stcvuerhebel 202 ist über einen Plunger 203 mit. einem solenoidbetätigtem
Stellglied 23.0 verbunden. Wenn das solenoidbetätigte
Stellglied 210 errege ist, schwenkt es den Steuerhebel 202 gegen die Kraft der Feder 206 um den Zapfen 204 in der Weise, dass
die Druckmuffe 198 und demzufolge dac Schwungrad 194 gegen die
Scheibe 190 geschoben werden. Somit steht das Schwungrad 194 durch die Feder 206 unter einer solchen Vorspannung, dass es
nomialerwej.se nicht in Eingriff reit dem Reibbelag 192 auf der
Scheibe 190 ist. Das Schwungrad 194 wird entgegen der Kraft der Feder 206 in Reibschluss mit dem Reibbelag 192 auf der Scheibe
190 geschoben, wenn das Stellglied 210 erregt ist. Die Zwischenwelle 161, die Kupplungen 166 und 168, die Steuerhebel 170, 180
und 202, das Schwungrad 194 sowie die zugehörigen Teile sind von einem Gehäuse 212 umgeben, das mit biegsamen Staubdichtungen
214, 216, und 218 versehen ist, durch die die Steuerhebel 170, und 202 vom Gehäuse 212 nach aussen ragen. Bei dem dargestellten
und beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die solenoidfoetätigten
Stellglieder 178, 188 und 210 durch Unterdruck pneumatisch betrieben,
der von einer Unterdruckquel-le 220 geliefert wird. Die
Unterdruckquelle 220 hat eine Auslassöffnung, die über Unterdruckleitungen
222, 224 und 226.mit nicht dargestellten Einlassöffnungen
der Stellglieder 178 bzw. 180 bzw. 210 verbunden ist.
Die solenoidbetätigten Stellglieder 178, 188 und 202 werden wahlweise
erregt und enterregt von einer elektrischen Steuereinheit 228 über Leitungen 230 bzw. 232 bzw. 234, die die Ausgänge der
Steuereinheit 228 mit den Eingängen der Stellglieder verbindet. Die Steuereinheit 228 wird gespeist mit den Drehzahlen der Kurbelwelle
162 des Motors» der Getrxebeeingangswelle 164 und des
Schwungrades 194, der Stellung des Kupplungspedals, das mechanisch,
die Kupplung 168 betätigt, oder der Neutralstellung des Getriebes und der Stellung und dem Betrag der Auslenkung des Gaspedals.
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Aus diesem Grunde sind Drehzahlfühler 236, 238 und 240 jeweils
der Kurbelwelle 16 2 des Motors, der Getriebeeingangswelle 164
und dent Schwungrad 194 zugeordnet und mit den Eingängen der Steuereinheit 228 über Leitungen 242 bzw. 244 bzw. 246 verbünde«.
Eine Spannungsquelle 248 liefert die elektrische Leistung für die Steuereinheit 228.
Wie noch aus der folgenden Beschreibung der Fig. 9 hervorgehen
wird, steuert die Steuereinheit 228 die Stellglieder 178, 188 und 210 im wesentlichen in folgender Weise.
Wenn das Kraftfahrzeug vom Motor angetrieben Wird, werden die
Stellglieder 178 und 188 enterregt gehalten, so dass die erste Kupplung 166 und die zweite Kupplung 168 eingekuppelt sind und
die Drehung der Kurbelwelle 162 über die Zwischenwelle 161 auf die Getriebeeingangswelle 164 übertragen wird. Wenn in diesem
Zustand das Stellglied 210 von der Steuereinheit 228 erregt wird, wird der Steuerhebel 202 gegen die Kraft der Feder 206 bewegt
und verschiebt dabei das Schwungrad 194 in Eingriff mit dem Reibbelag
192 auf der Scheibe 190. Demzufolge wird das Schwungrad 194 über die Scheibe 190 von der Zwischenwelle 161 angetrieben
und speichert solange rotatorisehe Energie, bis es von der Scheibe
190 getrennt wird«. Wenn das Fahrzeug verzögert wird, während das Schwungrad 194 vom Motor angetrieben wird, enterregt die Steuereinheit
228 das Stellglied 210, so dass der Steuerhebel 202. durch die Feder 206 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt
wird und dabei das Schwungrad 194 von der Scheibe 190 trennt.
Wenn das Fahrzeug zeitweilig angehalten wird, wie dies bespeilsweise
an einer Strassenkreuzung erfolgen kann, hält die Steuereinheit
228 den I-lotor automatisch an, während sich gleichzeitig
das Schwungrad 194 aufgrund der in ihm gespeicherten rotatorischen
Energie auf der Zwischenwelle 161 dreht. Wenn das Fahrzexig
nach dem zeitweiligen Halt wieder anfahren soll, erregt die Steuereinheit 228 das Stellglied 210, so dass das Schwungrad
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in Eingriff mit der Scheibe 190 gebracht wird und die Getriebeeincic.ni.jHv/elle
164 vom Schwungrad 194 angetrieben wird, .wenn das Kupplungspedal zum Einkuppeln der Kupplung 168 niedergetreten ist.
Tn diei^a Zustand wird das Schwungrad gegen den Reibbelag 192
der Scheibe 190 mit einer /mpresskraft gedrückt, die von der
Steuereinheit 228 in d.ex Weise gesteuert wird, dass sie im wesentlichen proportional zur Auslenkung des Gaspedals ist,
so dm'3 die Getriebeeinfjangsv/elle 164 mit einer durch das Gaspedal bestimmten Drehzahl angetrieben wird. Wenn die dem Schwungrad
194 entnommene rotatorische Energie dessen Energieinhalt soweit vermindert hat, dass er für den weiteren Antrieb des Fahrzeugs
nicht mehr ausreicht, spricht die Steuereinheit 228 auf diesen Zustand an und startet den Motor, so dass dann das Fahrzeug
vom Motor angetrieben wird.
Um die beschriebenen Funktionen des hybriden Antriebs syst eras zu
erreichen, wird das Stellglied 210 des Schwungrades 194 nach folgendem Schema erregt und enterregt.
Wenn da3 Fahrzeug für längere Zeit stillsteht - wie beispielsweise
in einer Garage -, befindet sich auch das Schwungrad 194 im Stillstand, nachdem seine rotatorische Energie aufgebraucht
ist,die während der vorangegangenen Fahrzeit des Fahrzeugs gespeichert
worden war. Bei. Erregung des Zündsystems wird der Motor wie bei herkömmlichen Kraftfahrzeugmotoren angelassen, und
das Schwungrad 194 bleibt in Ruhe während des Leerlaufs des Motors, bzw. bevor das Fahrzeug durch den Motor in-Fahrt gesetzt
v/ird. Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird und das Kupplungspedal
freigegeben wird, um die Kupplung 169 einzukuppeln, wird das Stellglied 210 erregt, so dass das Schwungrad 194 vom
Motor angetrieben wird, während gleichseitig das Fahrzeug vom
Motor angetrieben wird. !Das Stellglied 210 bleibt solange erregt,
bis die Drehzahl des Schwungrades 194 einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 3 000 Upm erreicht. Wenn dann das Gaspedal
zurückgeführt wird und im Getriebe ein Gangv/echsel erfolgt,
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wird das Stellglied 210 enterregt, so dass das Schwungrad 294 nicht mohr vom Kontor angetrieben wire?.«. Nachdora der Göngv/echöol eusgeführi.
worden ist, wird das Stellglied 210 des Schwungrades
erneut erregt, wenn die Drehzahl dc? Motors holier al ζ die. Drehzahl des Schwungrades 194 ist. Das Stellglied 210 des Schwungrades
194r bleibt dann jedoch ent er regt, wenn die Drehzahl den
Motors niedriger al« die Drehzahl des Schwungrades 194 ist. Sobald die Drehzahl des Schwungrades 194 den vorbestimmten Wert
von beispielsweise 3000 Up:n erreicht, wird das Stellglied des Schwungrades 194 enterregt, so dass das Schwungrad 194 von
dem Motor getrennt wird, Wenn jedoch die Drehzahl des auf die.^e
Weise von Motor getrennten .Schwungrades 194 auf einen vorbest.iüuuten
Wert von beispielsweise 2000 Upm absinkt, während das Fahrzeug
vom Motor angetrieben wird, wird das Stellglied 210 erneut erregt, so dass das Schwungrad 194 wiederum- vom Motor angetrieben
wird, bis seine Drehzahl den vorbestimmten Viert von 3000 Upm erreicht
hat.
Während einer Verzögerung des Motors enterregt die Steuereinheit
128 das Stellglied 210 des Schwungrades 194, das demzufolge von der Scheibe 190 getrennt wird. Wenn das Gaspedal freigegeben
wird und das Kupplungspedal niedergetreten wird, um die Kupplung 168 auszukuppeln, und das Paiirzeug eingehalten wird, wird
das Zündsystem des Motors unter Steuerung durch die Steuereinheit 228 enterregt, wodurch der Motor anhält.
Wenn das Fahrzeug vom Stillstand mit sich drehendem Schwungrad
194 angefahren werden soll, wird das Fahrzeug vom Schwungrad
angetrieben, wenn das Gaspedal niedergetreten ist und das Kupplungspedal freigegeben ist, um die Kupplung 168 einzukuppeln,
wenn die Drehzahl des Schwungrades 194 höher als ein bestimmter Wert, beispeilsweise 2000 Upm ist. Das Fahrzeug wird stärker beschleunigt,
wenn das Gaspedal weiter niederc/etreten wird und demzufolge das Schwungrad 194 gegen den Reibbelag 192 dor Sche.D.o
mit grösserer Anpresskraft gedruckt wird, v/ie bereits erwähnt.
; - ,■-■■·, 409816/0337
Wenn die Drehzahl des Schwungrades 194 unter den vorbestimmten
Viert von beispielsvjcjlse 2000 Upru absinkt, während das Fahrzeug
vom Schwungrad 194 angetrieben wird, erregt die Steuereinheit 228 das Stellglied 188 für die Kupplung IGS1, die demzufolge ausgekuppelt
wird, um die Getriebceing&nijcwelle 124 von der Zwischenwelle
161 zu trennen. In diesem Zustand ist die Zwischenwelle 161 iB.it der Kurbelwelle 162 des Motors in Verbindung,
so dass der Motor durch das Schwungrad 194 angeworfen wird, während das Fahrzeug durch seine Iiassentragheit weiterfährt.
Unmittelbar nach dem Anlassen des Motors besteht eine Drehzahl di.ff er en ζ zwischen dem Motor und der Getriebeeingangswelle,
so dass das Drosselventil des Motors in Abhängigkeit von dieser Drehzahldif Jierenz durch die Steuereinheit 228 gesteuert
werden sollte. Sobald Synchronismus zwischen den Drehzahlen der Kurbelwelle des Motors und äo.i Getriebeeingangswelle
erreicht ist, kuppelt die Steuereinheit 228 die Kupplung 168 ein, so dass das Fahrzeug vom Motor angetrieben wird.
In Fig. 9 ist ein bevorzugtes Ausführungobeispiel der elektrischen
Steuereinheit 228 zur Durchführung der erläuterten Operationen des hybriden Antriebssystems gemäss Fig. 8 dargestellt.
Die in Fig. 9 dargestellte Steuereinheit umfasst eine Reihe von Sxgnalgeneratoren 250 bio 270, die auf verschiedene Betriebevariablen
des Kraftfahrzeugs ansprechen. Der Signalgenerator 250 spricht "auf die Drehzahlen der Kurbelwelle 162
des Motors und des Schwungrades 194 an und erzeugt als Signal eine locfische "1",
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wenn die Drehzahl,der Kurbelwalle 162 höher als die
Drehzahl des Schwungrades 194 ist. Bei dem Signalgenerator
152 handelt es sich um eine Differenzierschaltung, die von der Drehzahl der Kurbelwelle 162 des Motors gespeist wird
und eine die Drehzahl der Kurbelwelle 162 wiedergebende Eingangsspannung in bezug auf die Zeit differenziert und
als Signal eine logische "1" erzeugt, wenn die Beschleunigung der Kurbelwelle 162 positiv ist. Der Signalgenerator
254 wird von der Drehzahl Wf des Schwungrades 194 gespeist und hat fünf Ausgänge 254a bis 254e. Auf dem Ausgang 254a
wird eine logische "1" erzeugt, wenn das Schwungrad 194 sich]mit einer ersten Bezugsdrehzahl von beispielsweise 3000 Upm.
dreht. Auf diesem Ausgang wird eine logische "0" erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwangrades 194 von der ersten Bezugsdrehzahl
iii Richtung auf eine zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise 2OOO Upra vermindert wird. Wenn die Drehzahl
des Schwungrades 194 auf die zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise 2000 Upra vermindert ist, wird das Schwungrad
194 vom Motor angetrieben,und demzufolge steigt die Drehzahl wieder auf die erste Bezugs drehzahl von beispielsweise
3000 Upm, so dass eine logische "1" erneut am Ausgang 254a erscheint. Der Signalgenerator 254 erzeugt ferner
eine logische "1" auf dem zweiten Ausgang 254b, wenn die Drehzahl des Schwungrades höher als die zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise 2000 Upm ist. Auf dem dritten
Ausgang 254c wird eine logische "1" erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades oberhalb einer dritten Bezugsdrehzahl von beispielsweise 3OO Upm liegt; auf dem vierten
Ausgang 254d wird eine logische "1" erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades höher als eine vierte Bezugs-
drehzahl von beispielsweise 200 Upm liegt. Schliesslich wird auf dem fünften Ausgang 254e eine logische "1"
erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades grosser als 0 ist«
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Auf jedem der Ausgänge 254b bis 254e erscheint eine logische
"0", wenn die Drehzahl des Schwungrades 194 niedriger als
die dem jeweiligen Ausgang zugeordnete Bezugsdrehzahl ist.
Der Signalgenerator 256 spricht auf die Stellung des Kupplungspedals,
das die Kupplung 168 steuert, an und erzeugt eine logische "1", wenn das Kupplungspedal niedergetreten
ist, um die Kupplung 168 auszukuppeln. Der Signalgenerator 258 spricht auf die Neutralstellung des Getriebes an und
erzeugt eine logische "1", wenn im Getriebe ein solcher Gangwechsel geschaltet wird, dass die Neutralstellung erreicht
wird.
Der Signalgenerator 260 ist ein Fühler, der vorzugsweise
die Aufgabe hat, die Gefahr auszuschliessen, dass der Motor angelassen wird, wenn die Motorhaube des Motorraumes
offen-gelassen worden ist. Somit spricht der Signalgenerator 260 auf die Stellung der Motorhaube des Motorraumes an und
erzeugt eine logische "1", wenn die Motorhaube geschlossen ist. Die Signalgeneratoren 262 und 264 sprechen auf die
Stellung des Gaspedals an. Dabei erzeugt der Signalgenerator 262 eine logische "1", wenn das Gaspedal niedergetreten ist,
und der Signalgenerator 264 erzeugt eine Signalspannung, die proportional zur Auslenkung des niedergetretenen
Gaspedals ist. Der Signalgenerator 266 spricht auf die Drehzahl der Kurbelwelle 162 des Motors an und erzeugt
eine logische "1", wenn die Kurbelwelle stillsteht, d.h. bei Motordrehzahl Null. Der Signalgenerator 268 spricht
sowohl auf die Drehzahl der Kurbelwelle 162 des Motors als auch auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 164
an und erzeugt eine Signalspannung, die der Differenz zwischen den Drehzahlen der Kurbelwelle des Motors und
der Getriebeeingangswelle proportional ist. Die vom Signalgenerator
264 geliefex'te Gaspadalaus lenkungs signal-
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spannung und die vom Signalgenerator 268 gelieferte Drehzahldifferenzsignalspannung
werden mittels eines Verstärkers 272 bzw. eines-Verstärkers 274 verstärkt. Der Signalgenerator
270 spricht anauf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle
162 und erzeugt eine logische "1" an seinem Ausgang 27Oa, wenn die Drehzahl der Getriebeeingangswelle grosser
als eine erste Bezugsdrehzahl von beispielsweise 500 Upm ist, und erzeugt eine logische "1" an seinem Ausgang 27Ob,
wenn die Drehzahl der Getriebeeingangswelle Null beträgt, d.h. wenn die Getriebeeingangswelle 162 weder vom Motor
noch vom Schwungrad angetrieben wird bzw. das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird.
Die Ausgänge des Signalgenerators 250 für das Motor ■-Schwungrad-Differenzsignalt
des auf die Motorbeschleunigung ansprechenden Signalgenerators 252 und des auf die Gaspedalstellung
ansprechenden Signalgenerators 262 sowie der erste Ausgang 254a des auf die Schwungraddrehzahl
ansprechenden Signalgenerators 254 sind mit den Eingängen einer logischen UND-Schaltung 276 verbunden. Die Ausgänge
des auf die Kupplungsstellung ansprechenden Signalgenerators.
256 und des auf die Neutralstellung des Getriebes ansprechenden Signalgenerators 258 sind mit den Eingängen einer
logischen ODER-Schaltung 278 verbunden, deren Ausgang mit dem fünften Eingang der UND-Schaltung 276 über eine
logische NICHT-Schaltung 280 verbunden ist. Somit erzeugt die UND-Schaltung 276 eine logische "1", wenn folgende
Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Die Drehzahl des Motors steigt an und ist höher als die Drehzahl des Schwungrades;
die Drehzahl des Schwungrades wird auf die erste Bezugsdrehzahl von beispielsweise 3000 Upm erhöht; die
Kupplung 168 ist eingekuppelt,und das Getriebe befindet sich
nicht in der Neutralstellung, so dass die ODER-Schaltung
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eine logische "0" erzeugt: das Gaspedal ist niedergedrückt.
Die Eingänge einer zweiten logischen UND-Schaltung 282 sind verbunden mit dem auf die Stellung des Gaspedals ansprechenden
Signalgenerator 262 und dem Signalgenerator 266, der bei Motordrehsahl Null anspricht. Der Ausgang der
zweiten UND-Schaltung 282 ist verbunden mit jeweils einem Eingang einer dritten UND-Schaltung 284 und einer vierten
UND-Schaltung 286. Die dritte UND-Schaltung 284 hat weitere Eingänge, die mit dem zweiten Ausgang 254b des auf
die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 254 und über eine logische NICHT-Schaltung 288 mit
dera Ausgang der ODER-Schaltung 278 verbunden sind. Die UND-Schaltung 284 erzeugt somit eine logische "1", wenn
folgende Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Das Schwungrad 194 dreht sich mit grosserer Drehzahl als
eine zweite Bezügedrehzahl von beispielsweise 2000 Upm;
die Kupplung 168 ist eingekuppelt und das Getriebe befindet sich nicht in seiner Neutralstellung, so dass die ODER-Schaltung
278 eine logische "0" erzeugt) das Gaspedal ist niedergetreten,und gleichzeitig befindet sich der Motor
im Stillstand, so dass die zweite ODER-Schaltung 282 eine logische "1" erzeugt. Die Eingänge der vierten UND-Schaltung
286 sind über eine logische NICHT-Schaltung mit dera zweiten Ausgang 254b des auf die Drehzahl des
Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 254, direkt
mit dem fünften Ausgang 254e des Signalgenerators 254 sowie mit dem Ausgang des auf die Motorhaubenstellung
ansprechenden Signalgenerators 260 verbunden. Somit erzeugt die vierte UND-Schaltung 286 eine logische "1", wenn
gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt sind: Das Schwungrad 194 dreht sich mit einer Drehzahl die grosser
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als Null und niedriger als die zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise 2000 Upm ist; die Motorhaube des Motorraumes
ist geschlossen? das Gaspedal ist niedergetreten, und der Motor befindet sich im Stillstand, so dass die
zweite UND-Schaltung 282 eine logische "1" erzeugt. Das Ausgangssignal der vierten UND-Schaltung 286 kann somit
dafür verwendet werden, den Motor durch das Schwungrad 194 bei ausgekuppelter Kupplung 168 anzulassen.
Der Ausgang der vierten UND-Schaltung 286 ist über eine logische NICHT-Schaltung 292 mit einer fünften UND-Schaltung
294 verbunden, die weitere Eingänge aufweist, die mit dem dritten Ausgang 254c des auf die Drehzahl des Schwungrades
ansprechenden Signalgenerators 254, mit der ODER-Schaltung 278 und mit dem zweiten Ausgang' 27Ob des auf die
Drehzahl der Getriebeeingangswelle ansprechenden Signalgenerators 270 verbunden sind. Die fünfte UND-Schaltung
erzeugt somit eine logische "1", wenn gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt sind: Die vierte UND-Schaltung 286
erzeugt eine logische "O11J das Schwungrad 194 dreht 3ich
mit einer Drehzahl oberhalb der dritten Bezugsdrehzahl
von beispielsweise 300 Upm; die ODER-Schaltung 278 erzeugt eine logische "1"; die Getriebeeingangswelie 164 befindet
sich im Stillstand. Die Ausgänge der dritten UND-Schaltung 284 und der fünften UND-Schaltung 294 sind mit den Eingängen
einer zweiten logischen ODER-Schaltung 296 verbunden, die somit eine logische "1" erzeugt, wenn eine logische
"1" von mindestens einer der beiden UND-Schaltungen 284 und 294 erzeugt wird. Die zweite ODER-Schaltung 296 dient
dazu, den Motor anzuhalten, wenn das Gaspedal freigegeben wird und das Kupplungspedal niedergetreten wird, so dass
das Fahrzeug zum Stillstand gebracht wird.
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Die Eingänge einer sechsten logischen UND-Schaltung 297 sind
mit dem vierten Ausgang 254d des auf die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 254 sowie
mit dem Ausgang einer siebenten logischen UND-Schaltung verbunden, die noch beschrieben werden wird. Der Ausgang
der sechsten UND-Schaltung 297 ist mit einem Eingang einer dritten logischen ODEiR-Schaltung 298 verbunden, deren
anderer Eingang mit dem dritten Ausgang 254c des auf die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators
254 verbunden ist, so dass die dritte ODER-Schaltung eine logische "1" erzeugt, wenn eine logische "1" am
dritten Ausgang 254c des Signalgenerators 254 und/oder am Ausgang der sechsten UND-Schaltung 297 vorliegt. Der
Ausgang der dritten ODER-Schaltung 298 ist einerseits mit einem Eingang der bereits erwähnten siebenten logischen
UND-Schaltung 3OO und andererseits über eine logische NICHT-Schaltung 3O2 mit einer achten logischen UND-Schaltung
304 verbunden. Die achte UND-Schaltung 304 dient dazu, einen nicht dargestellten Anlassermotor zu steuern, der
aus noch darzulegenden Gründen vorgesehen sein kann. Der Ausgang der siebenten UND-Schaltung 300 ist einerseits
mit dem Eingang der sechsten UND-Schaltung 297 verbunden, wie dies bereits erwähnt wurde, und andererseits mit einem
Eingang einer vierten logischen ODER-Schaltung 3O6, die einen weiteren Eingang aufweist, der mit dem Ausgang der
ersten UND-Schaltung 276 verbunden ist. Die vierte ODER-Schaltung 306 dient dazu, ein Steuersignal zu erzeugen,
durch das der Motor vom Schwungrad angelassen oder das Schwungrad vom Motor angetrieben wird, während auch das
Fahrzeug vom Motor angetrieben wird.
Die vom Signalgenerator 268 erzeugte und vom Verstärker verstärkte, der Drehzahldifferenz zwischen Motor und Getriebe-
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eingangswelle entsprechende Signal3pannung wird den Eingängen eines ersten Vergleichers 308 und eines zweiten Vergleichers
310 zugeführt, auf die dauernd eine erste Bezugsspannung E,
bzw. eine zweite Bezugsspannung E2 gegeben wird. Diese
Bezugsspannungen E.. und E« entsprechen verhältnismässig grossen
bzw. kleinen Drehzahldifferenzen zwischen der Kurbelwelle des Motors und der Getriebeeingangswelle 164. Der erste
Vergleicher 308 erzeugt ein entsprechendes Ausgangesignal,
wenn die vom Verstärker 274 verstärkte Signalspannung niedriger als die Bezugsspannung E, ist. Der zweite Vergleicher
310 erzeugt ein entsprechendes Aukgangssignal, wenn die
vom Verstärker 274 verstärkte Signalspannung niedriger als
die Bezugsspannung E2 ist. Der Ausgang des ersten Vergleichers
308 ist mit einem Eingang einer fünften logischen ODER-Schaltung 312 verbunden, während der Ausgang des
zweiten Vergleichers 310 über eine logische NICHT-Schaltung 314 mit dem anderen Eingang der ODER-Schaltung 312 verbunden
ist. Die fünfte ODER-Schaltung 312 liefert somit als Ausgangssignal eine logische "1", wenn die Spannung
vom Verstärker 274 niedriger als die höhere Bezugsspannung E, und höher als die niedrigere Bezugsspannung E~ ist, d.h.
wenn die Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 162 des Motors und der Getriebaeingangswelle 164 innerhalb
des durch die Bezugsspannungen E, und E2 vorgegebenen
Bereichs liegt.
Ein Eingang einer neunten logischen UlTO-Sehaltung 316
ist über eine logische NICHT-Schaltung 318 mit dem Ausgang des auf die Motordrehzahl Null ansprechender. Signalgenerators
266 verbunden. Die anderen Eingänge der logischen UND-Schaltung 316 sind direkt mit dem Ausgang der fünften
ODER-Schaltung 312 und dem ersten Ausgang 27Oa des auf
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die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ansprechenden Signalgenerators
270 verbunden. Somit erzeugt die neunte UND-Schaltung 316 als Ausgangssignal eine logische "1", wenn
der Motor arbeitet und gleichzeitig die Getriebseingangsvelle
164 mit einer höheren Drehzahl angetrieben wird als der vorgegebene Wert von beispielsweise 5OO Upm und ferner
gleichzeitig die Drehzahldifferenz zwischen dem Motor und der Getriebeeingangswelle innerhalb des bestimmten
Bereichs liegt. Der Ausgang der UND-Schaltung 316 ist mit einer sechsten logischen ODER-Schaltung 320 verbunden,
deren anderer Eingang mit dem Ausgang der zuvor beschriebenen vierten UND-Schaltung 286 verbunden ist. Somit erzeugt
die ODER-Schaltung 320 als Ausgangssignal eine logische
"1", wenn mindestens eine der UND-Schaltungen 286 and 316 als Ausgangssignal eine logische "1" erzeugt.
Das Steuersignal von der vierten UND-Schaltung 306 wird auf ein erstes Relais 321 gegeben, das über einen Zündschalter
324 mit einer Zündspule 322 verbunden ist. Das Steuersignal von der achten UND-Schaltung 304 wird auf ein
zweites Relais 326 gegeben, das über einen Schalter 328 mit dem Stellglied 178 für die Kupplung 166 verbunden ist,
wobei der Schalter 328 mit dem Zündschalter 324 zusammengeschlossen ist. Vorzugsweise ist das zweite Relais 326
auch mit einem Stellglied 330 für den nicht dargestellten Anlassermotor über einen Zweistellungsschalter 332 verbunden.
Der Zweistellungsschalter 332 kann von Hand so betätigt werden, dass der Motor durch den Anlassermotor wie bei
herkömmlichen Kraftfahrzeugen angeworfen wird, wenn das Kraftfahrzeug in Vorstadtgebieten fährt, wo es nicht
erforderlich ist, dass das Fahrzeug häufig anhält und erneut anfährt, und wo Luftverschmutzung durch Abgase des Motors
kein ernstes Problem darstellt. Das Stellglied 330 für
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den Anlassermotor wird durch ein drittes Relais 334 erregt,
das seinerseits durch das Steuersignal von der zweiten ODER-Schaltung 296 gesteuert wird. Das Steuersignal von der
sechsten ODER-Schaltung 320 wird auf ein viertes Relais gegeben, dessen Ausgang mit dem Stellglied 188 für die
Getriebeeingangskuppiung 168 verbunden ist. Das Steuersignal von der dritten UND-Schaltung 284 wird auf ein fünftes
Relais 338 gegeben, dessen Ausgang mit dem Stellglied 210 für das Schwungrad 194 verbunden ist. Das Stellglied
21O empfängt die verstärkte Signalspannung vorn Verstärker
272, der mit dem auf die Gaspedalauslenkung ansprechenden
Signalgenerator 264 verbunden ist, so dass das Stellglied 210 mit einer Spannung erregt wird, die proportional zu
der vom Verstärker 272 gelieferten Spannung ist. Somit wird das Schwungrad 194 gegen den Reibbelag 192 der Scheibe
190 mit einer Anpresskraft gedruckt, die im wesentlichen proportional zur Auslenkung des niedergedrückten Gaspedals
ist.
Wenn die vom Motor abgegebene Leistung nicht oder nur
teilweise auf die Getriebeeingangswelle 164 übertragen wird, ist es wünschenswert, dass das Drosselventil des Vergasers
unabhängig bzw. zumindest nicht ausschliesslich von der Stellung bzw. der Auslenkung des Gaspedals gesteuert
wird. Daher ist ein Stellglied 34O zur Betätigung eines nicht dargestellten Servomotors zum Einstellen des Drosselventils
vorgesehen. Das Stellglied 340 wird von einem sechsten Relais 342 erregt und enterregt, das das Steuersignal
von der neunten UND-Schaltung 316 sowie die verstärkten Signalspannungen von den Verstärkern 272 und 274
empfängt, die mit dem auf die Gaspedalauslenkung ansprechenden Signalgenerator 264 bzw. dem auf die Drehzahldifferenz
zwischen Motor und Getriebeeingangswelle ansprechenden Signalgenerator 268 verbunden sind. Somit wird
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das Stellglied 240 für die Drossel mit einer Spannung erregt, die proportional zu der von dem Verstärker 272
oder dem Verstärker.274 gelieferten Spannung ist, so dass
das Drosselventil des Vergasers entsprechend der Auslenkung des niedergetretenen Gaspedals oder der Drehzahldxfferenz
zwischen der Kurbelwelle 162 des Motors und der Getriebeeingangswelle 164 gesteuert werden Itann.
In Fig. 10 sind beispielhaft verschiedene Betriebszustände
eines Kraftfahrzeuges dargestellt, das von dem beschriebenen hybriden Antriebssystem angetrieben wird, wobei auf der
Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die Fahrzeuggeschwindigkeit in km/h aufgetragen ist. Wenn das
Kraftfahrzeiig aus dem Stillstand angefahren wird, wie
dies durch Abschnitt a der Kurve dargestellt ist, wird das Kraftfahrzeug durch die vom Schwungrad gelieferte Energie
beschleunigt, bis der Motor den Antrieb des Fahrzeugs übernimmt, wie durch Abschnitt b der Kurve angedeutet ist.
Wenn das Kraftfahrzeug in diesem Zustand durch den Motor angetrieben wird, wird das Schwungrad vom Motor mit zusätzlicher
rotatorischer Energie aufgeladen, und die auf diese Weise im Schwungrad gespeicherte Energie wird bewahrt,
während das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, wie Abschnitt c der Kurve zeigt. Wenn dann das
Fahrzeug verzögert wird, wie Abschnitt d der Kurve zeigt, und danach mit konstanter, jedoch verminderter Geschwindigkeit
gefahren wird, wie dies Abschnitt e wiedergibt, wird dem Schwungrad vom Motor keine zusätzliche Energie zugeführt.
Wenn jedoch das Kraftfahrzeug erneut beschleunigt wird (Abschnitt f), wird das Schwungrad vom Motor angetrieben
und speichert somit weitere Energie. Dann wird das Kraftfahrzeug wieder langsamer und schliesslich vollständig
angehalten, wie die Abschnitt g und h zeigen. Die erläuterten
Betriebszustände wiederholen sich, wenn das Kraft-
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fahrzeug erneut aus dem Stillstand angefahren wird.
Fig. 11 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hybriden Antriebssystems nach der Erfindung. Während
die verschiedenen bisher beschriebenen Ausführungsbexspiele so ausgelegt sind, dass sie das Kraftfahrzeug in bestimmten
Betriebszuständen antreiben, besteht die Aufgabe des in
Fig. 11 dargestellten hybriden Antriebssystems darin, den Motor anzutreiben, wenn das Fahrzeug nach einem zeitweiligen
Stillstand anfahren soll.
Das in Fig. 11 dargestellte hybride Antriebssystem umfasst eine Zwischenwelle 350, die an ihrem einen Ende mit einer
Kurbelwelle 352 des nicht dargestellten Motors verbunden ist und über eine Getriebekupplung 356 an ihrem anderen
Ende in Antriebsverbindung mit einer Getriebeeingangswelle 354 bringbar ist. Die Getriebekupplung 354 kann nicht nur
in herkömmlicher Weise von Hand bzw. mechanisch, sondern auch mittels einer elektrischen Steuereinheit betätigt
werden, die noch beschrieben werden wird. Die Getrieber kupplung 356 steht in Wirkverbindung mit einem Steuerhebel
358, der um einen Zapfen 360 schwenkbar ist. Der Steuerhebel 358 ist durch eine Feder 362 in der Weise
beaufschlagt, dass dieser die Kupplung 356 eingekuppelt hält, so dass die Zwischenwelle 35O in der Regel in Antriebsverbindung
mit der Getrxebeexngangswelle 354 steht. Der Steuerhebel 358 ist über einen Plunger 364 mit einem
solenoidbetätigten Stellglied 366 verbunden, das wahlweise durch die Steuereinheit erregt und enterregt werden kann.
Wenn das Stellglied 366 erregt ist, schwenkt es den Steuerhebel 358 um den Zapfen 36O gegen die Kraft der Feder 362
in einer solchen Richtung, dass die Kupplung 356 ausgekuppelt wird, so dass die Zwischenwelle 350 von der Getrxebeexngangswelle
354 getrennt ist. Die Zwischenwelle 350 trägt eine Scheibe 368 mit einem Reibbelag 370 sowie
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ein auf Lagern 374 gelagertes Schwungrad 372. Die Scheibe
368 ist auf der Zwiachenwelle 350 befestigt und demzufolge zusammen mit dieser drehbar, wogegen das Schwungrad
auf der Zwischenwelle 35O axial verschiebbar und frei
drehbar ist, wenn es nicht in Eingriff mit dem Reibbelag 370 auf der Scheibe 368 ist. Das Schwungrad 372 ist mit
einer Druckmuffe 376 verbunden, die von einem Steuerhebel 378 zur Scheibe 368 hin und von dieser weg bewegt werden kann.
Der Steuerhebel 378 ist an einem Zapfen 380 schwenkbar angelenkt. Der Steuerhebel 378 ist in der Weise durch eine
Feder 382 vorgespannt, dass er versucht, sich um den Zapfen 380 zu drehen, und dabei das Schwungrad 372 von
der Scheibe 368 wegzieht, so dass das Schwungrad 372 in der Weise beaufschlagt ist, dass es in der Regel nicht
in Eingriff mit dem Reibbelag 370 auf der Scheibe 368 steht. Der Steuerhebel 378 ist über einen Plunger 384
mit einem solenoidbetätigten Stellglied 368 verbunden und
kann dadurch gegen die Kraft der Feder 382 um den Zapfen 380 so verschwenkt werden, dass er die Druckmuffe 376
gegen die Platte 368 schiebt, so dass das Schwungrad in Reibschluss mit dem Reibbelag 37O auf der Scheibe gebracht
wird. Die Zwischenwelle 350, die Getriebekupplung 356, die Scheibe 368 sowie das Schwungrad 372 sind sämtlich
von einem. Gehäuse 388 umgeben, von dem die Zwischenwelle 350 mittels eines Lagers 390 getragen wird. Das Gehäuse
ist mit biegsamen Staubdichtungen 392 und 394 versehen, durch die die Steuerhebel 358 bzw. 378 aus dem Gehäuse
herausragen. Das solenoidbetätigte Stellglied 368 wird
mit Unterdruck pneumatisch betrieben, der von einer Unterdruckquelle 396 über eine Leitung 398 geliefert wird.
Die Stellglieder 366 und 368 werden von einer zentralen Steuereinheit 400 über Leitungen 402 bzw. 404 elektrisch
gesteuert. Diese Leitungen verbinden die Eingänge der
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- Aft —
Stellglieder mit den entsprechenden Ausgängen der Steuereinheit 400. Die Steuereinheit 400 ist so ausgelegt, dass
sie auf die Drehzahlen der Kurbelwelle 352 des Motors, der Getriebeeingangswelle 354 und des Schwungrades 372 anspricht.
Daher sind der Kurbelwelle 352 des Motors, der Getriebeeingangswelle 354 und dem Schwungrad 372 Drehzahlfühler
406 bzw. 408 bzw. 410 zugeordnet, die über Leitungen 412, 414 und 416 mit der zentralen Steuereinheit
verbunden sind. Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Drehzahlfühler 408 für die Kurbelwelle 352 des Motors der
Scheibe 368 auf der Zwischenwelle 350 zugeordnet, da die Scheibe 368 immer die gleiche Drehzahl wie die Kurbelwelle
352 des Motors hat. Die Energieversorgung der Steuereinheit 400 erfolgt von einer Spannungsquelle 418.
Wie aus der noch folgenden Erläuterung der Fig. 12 deutlicher werden wird, steuert die elektrische Steuereinheit 400
die solenoidbetätigten Stellglieder 366 und 386 im wesentlichen in folgender Weise.
Wenn das Kraftfahrzeug vom Motor angetrieben wird, sind die
solenoidbetätigten Stellglieder 366 und 386 enterregt, so dass die Kupplung 356 bei freigegebenem Kupplungspedal
eingekuppelt ist und dass das Schwungrad 372 ausser Eingriff mit dem Reibbelag 370 auf der Scheibe 368 ist, so
dass die Drehung der Kurbelwell 352 des Motors über die Zwischenwelle 35O unverändert auf die Getriebeeingangswelle
354 übertragen wird. Wenn in diesem Zustand das Stellglied 386 für das Schwungrad 372 durch die Steuereinheit 4OO
erregt wird, wird der Steuerhebel 378 entgegen der Kraft der Feder 382 um den Zapfen 380 geschwenkt, so dass die
Druckmuffe 376 in Richtung auf die Scheibe 368 verschoben wird und das Schwungrad 372 in Reibschluss mit dem Reibbelag
370 auf der Scheibe 368 gebracht wird. Demzufolge
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wird das Schwungrad 372 über die Scheibe 368 von der Kurbelwelle 352 des Motors angetrieben, so dass in dem Schwungrad
rotatorische Energie gespeichert wird, bis es von der Scheibe 368 durch die Steuereinheit 4OO getrennt wird.
Wenn das Fahrzeug während der Fahrt zum Stillstand gebracht wird, wie dies beispielsweise an einer Strassenkreuzung
erforderlich sein kann, hält die Steuereinheit 400 automatisch den Motor durch Enterregung der Zündspule an und
erregt das Stellglied 366, das ein Auskuppeln der Getriebekupplung 356 bewirkt. Gleichzeitig wird das Stellglied
386 durch die Steuereinheit 4OO enterregt, so dass der zugeordnete Steuerhebel 378 von der Feder 382 um den
Zapfen 380 geschwenkt werden kann, wodurch das Schwungrad 372.von der Scheibe 368 weggezogen wird. Demzufolge ist
die Übertragung der Antriebsleistung von· der Kurbelwelle 352 des Motors auf das Schwungrad 372 unterbrochen, so
dass das Schwungrad 372 sich lediglich aufgrund der in ihm gespeicherten rotätorischen Energie weiterdreht. Wenn
das Kraftfahrzeug nach dem zeitweiligen Stillstand wieder
anfahren soll, erregt die Steuereinheit 400 das Stellglied 386 des Schwungrades 372, das demzufolge in Eingriff mit
dem Reibbelag 370 auf der Scheibe 368 gebracht wird. Dann werden die Zwischenwelle 350 und demzufolge die Kurbelwelle
352 des Motors vom Schwungrad 372 angetrieben, so dass der Motor erneut angeworfen wird. Das Fahrzeug fährt
an, wenn das Kupplungspedal von Hand bzw. mechanisch durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs niedergedrückt wird.
Um die verschiedenen beschriebenen Funktionen des hybriden Antriebssystems zu erreichen, wird das Stellglied 386
für das Schwungrad 372 nach dem im folgenden beschriebenen Schema erregt und enterregt.
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Wenn das Kraftfahrzeug nach einem Stillstand bei Stillstehendem
Schwungrad angefahren werden soll, wird der Motor in herkömmlicher Weise mittels eines Zündschlüssels
angelassen. Das Schwungrad 372 wird während des Leerlaufs
des Motors,, bzw. bevor das Fahrzeug vom Motor ange-"
trieben wird/ nicht angetrieben. Wenn das Gaspedal niedergetreten
wird und das Kupplungspedal für die Getriebekupplung 356 freigegeben wird, wird das Stellglied 368
für das Schwungrad 372 durch die Steuereinheit 400 erregt, so dass das Schwungrad 372 mit der Scheibe 368 verbunden
und demzufolge vom Motor angetrieben wird. Während das Fahrzeug vom Motor angetrieben wird, wird auch das Schwungrad
372 vom Motor angetrieben,bis die Drehzahl des Schwungrades
einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 1500 Upm erreicht. Wenn dann das Gaspedal entlastet wird und in
seine Ruhestellung zurückkehrt und im Getriebe ein Gangwechsel erfolgt,, wird das Stellglied 386 enterregt, so dass
das Schwungrad 372 nicht mehr vom Motor angetrieben wird. Nachdem der Gangwechsel im Getriebe abgeschlossen ist,
wird das Stellglied 386 durch die Steuereinheit 4OO erneut erregt, sofern die Drehzahl des Motors höher als die
Drehzahl des Schwungrades 372 ist. Dies heisst mit anderen
Worten, dass das Stellglied 386 enterregt bleibt und das Schwungrad 372 von der Scheibe 386 getrennt bleibt, wenn
die Drehzahl des Motors niedriger als die des Schwungrades 372 is*t. Wenn das vom Motor angetriebene Schwungrad
272 eine vorbestimmte Drehzahl von beispielsweise 1500 Upra erreicht hat, wird das Stellglied 386 enterregt,
so dass das Schwungrad 372 von der Kurbelwelle 352 des Motors getrennt wird. Wenn jedoch während der Fahrt des
Fahrzeugs die Drehzahl des Schwungrades 372 auf einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 1000 Upm absinkt,
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erregt die Steuereinheit 4OO des Stellglied 386, so dass
das Schwungrad 372 in Eingriff mit dem Reibbelag 370 auf der Scheibe 386 koinmt, wodurch zusätzliche rotatorische
Energie in dem Schwungrad 372 angesammelt wird, bis die Drehzahl des Schwungrades erneut den vorbestimmten Wert
von beispielsweise 15OO Upm erreicht hat.
Wenn das Fahrzeug verzögert wird, reagiert die Steuereinheit 400 auf die Abnahme der Drehzahl des Motors in
der Weise, dass sie das Stellglied 386 enterregt, um das Schwungrad 372 von der Scheibe 368 zu trennen. Wenn
in diesem Zustandxias Gaspedal freigegeben wird und das
Kupplungspedal niedergetreten wird, um die Getriebekupplung 356 auszukuppeln, wird die Zündspule des Motors von der
Spannungsquelle getrennt und demzufolge der Motor angehalten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert Null erreicht.
Wenn bei stehendem Fahrzeug das Gaspedal niedergedrückt wird und gleichzeitig sich das Getriebe in seiner Neutralstellung
befindet oder die Getriebekupplung 356 ausgekuppelt ist, erregt die Steuereinheit 4Oo das Stellglied
368 für das Schwungrad 372, so dass das Schwungrad 372 anfängt, den Motor anzutreiben. Wenn in diesem Zustand
die im Schwungrad 372 gespeicherte rotatorische Energie so stark abgenommen hat, dass sie nicht zum Antrieb
des Motors ausreicht, wird der Anlassermotor in Betrieb gesetzt, so dass der Motor ohne Hilfe des Schwungrades
angeworfen wird. Wenn ferner das Kraftfahrzeug angehalten wird, während das Schwungrad sich mit einer Drehzahl
dreht, die oberhalb eines bestimmten Wertes von beispielsweise lOOO Upm liegt, und wenn dann die Drehzahl
des Schwungrades während des Stillstandes des Fahrzeugs unter diesen Wert sinkt, ist es ebenfalls erforderlich,
den Anlassermotor zum Anwerfen des Motors einzusetzen.
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Wenn das Fahrzeug angehalten wird, während sich das Schwungrad 372 mit einer Drehzahl unterhalb des vorbestimmten Wertes
von 1000 Upm dreht, dann läuft der Motor so lange weiter,
wie die Zündspule erregt gehalten wird.
In Fig. 12 ist ein'bavorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrischen
Steuereinheit zur Steuerung der beschriebenen Vorgänge des hybriden Antriebssystems dargestellt.
Die in Fig. 12 dargestellte Steuereinheit umfasst Signalgeneratoren
420 bis 434, die auf verschiedene Betriebsvariablen des Kraftfahrzeuges ansprechen. Der Signalgenerator 420 spricht sowohl auf die Drehzahl der Kurbelwelle
352 des Motors als auch auf die Drehzahl des Schwungrades 372 an und erzeugt als Ausgangssignal eine logische
"1", wenn die Drehzahl der Kurbelwelle höher als die Drehzahl des Schwungrades ist. Bei dem Signalgenerator
422 handelt es sich um eine Differenzierschaltung , die auf die Drehzahl der Kurbelwelle 352 des Motors anspricht
und eine der festgestellten Drehzahl des Motors entsprechende Eingangsspannung gegenüber der Zeit differenziert
und schliesslich als Ausgangssignal eine logische "1"
erzeugt, wenn die Beschleunigung der Kurbelwelle des Motors positiv ist, d.h. wenn die Drehzahl des Motors zunimmt.
Der dritte Signalgenerator 424 spricht auf die Drehzahl Wf
des Schwungrades 372 an und weist vier Ausgänge 422a bis 422b auf. Auf dem ersten Ausgang 422a wird als Ausgangssignal eine logische "1" erzeugt, wenn das Schwungrad 372
auf eine Drehzahl in Höhe einer ersten Bezugsdrehzahl von beispielsweise 1500 Upm angetrieben wird. Auf dem ersten
Ausgang 422a wird eine logische "O" erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades 372 von der ersten Bezugsdrehzahl
in Richtung auf eine zweite Bezugsdrehzahl von beispiels-
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weise 1000 Upm vermindert wird. Wenn die Drehzahl des
Schwungrades 372 auf die zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise lOOO Upm vermindert ist, wird das Schwungrad
273 von dem Motor angetrieben, und demzufolge steigt seine Drehzahl wieder auf die erste Bezugsdrehzahl an, so dass
am ersten Ausgang 422a erneut als Ausgangesignal eine
logische "1" erscheint. Der Signalgenerator 424 erzeugt ferner auf seinem zweiten Ausgang 422b als Ausgangssignal
eine logische "1", wenn die Drehzahl des Schwungrades höher als die· zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise
lOOO Upm ist. Auf dem dritten Ausgang 422c des Signalgenerators 424 wird als Ausgangesignal eine logische "1"
erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades höher als eine dritte Bezugsdrehzahl von beispielsweise 300 Upm ist.
Auf dem vierten Ausgang 422d wird eine logische "1" erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades grosser als Null ist.
Auf jedem der Ausgänge 422a bis 422d des Signalgenerators 424 erscheint als Ausgangssignal eine logische "O", wenn
die Drehzahl des Schwungrades 372 unterhalb der dem jeweiligen Ausgang zugeordneten Bezugsdrehzahl liegt.
Der Signalgenerator 426 spricht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit an.und erzeugt als Ausgangssignal eine logische "1",
wenn das Kraftfahrzeug sich im Stillstand befindet, d.h. bei einer Pahrzeuggeschwindxgkeit Null. Der Signalgenerator
428 spricht auf die Stellung des Kupplungspedals an und erzeugt als Ausgangssignal eine logische "1", wenn
das Kupplungspedal niedergetreten ist, so dass die Getriebekupplung 356 ausgekuppelt ist. Der Signalgenerator
430 spricht auf den Zustand des Getriebes an und erzeugt als Ausgangssignal eine logische "1", wenn das Getriebe
sich in seiner Neutralstellung befindet. Der Signalgenerator 432 spricht auf die Stellung des Gaspedals an und erzeugt
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als Ausgangssignal eine logische "1", wenn das Gaspedal niedergetreten ist. Der Signalgenerator 434 spricht auf
die Drehzahl der Kurbelwelle 352 des Motors an und erzeugt als Ausgangesignal eine logische "1", wenn der Motor stillsteht,
d.h. wenn die Motordrehzahl Null ist.
Die Ausgänge des auf die Drehzahldifferenz zwischen Motor und Schwungrad ansprechenden Signalgenerators 42p, des
auf die Beschleunigung des Motors ansprechenden Sxgnalgeneratoi
422 und des auf die Gaspedalstellung ansprechenden Signalgenerators 432 sowie der erste Ausgang 424a des auf die
Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 424 sind mit den Eingängen einer ersten logischen UND-Schaltung
436 verbunden. Die Ausgänge des auf die Kupplungsstellung ansprechenden Signalgenerators 428 und des auf
die Getriebestellung ansprechenden Signalgenerators 430 sind mit den Eingängen einer ersten logischen ODER-Schaltung
438 verbunden. Der Ausgang der ODER-Schaltung 438 ist über eine logische NICHT-Schaltung 440 mit einem weiteren
Eingang der UND-Schaltung 436 verbunden. Somit erzeugt die UND-Schaltung 436 als Ausgangssignal eine logische "1",
wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Die Drehzahl des Motors ist höher als die Drehzahl des
Schwungrades 372; der Motor wird beschleunigt; das Schwungrad 372 wird vom Motor angetrieben und dadurch auf die
erste Bezugsdrehzahl von beispielsweise 1500 Upm beschleunigt;
das Kupplungspedal ist freigegeben, so dass die Getriebekupplung 356 eingekuppelt ist; das Getriebe befindet
sich nicht in seiner Neutralstellung; das Gaspedal ist niedergetreten.
Der Ausgang der ODER-Schaltung 438 ist ferner mit einem Eingang einer zweiten logischen UND-Schaltung 442 und einer
dritten logischen UND-Schaltung 444 verbunden. Die zweite logische UND-Schaltung 442 hat weitere Eingänge, die mit
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dem zweiten Ausgang 424d des auf die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden 8ignalgenerators 424, dem Ausgang des
auf die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ansprechenden Signalgenerators 426 und über eine logische NICHT-Schaltung
mit dem Ausgang des auf die Gaspedalstellung ansprechenden Signalgenerators 432 verbunden sind. Die zweite UND-Schaltung
442 erzeugt somit als Ausgangssignal eine logische "1", wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:
Das Schwungrad 372 dreht sich mit einer Drehzahl oberhalb der zweiten Bezugsdrehzahl von beispielsweise 1000 UpmT
das Kraftfahrzeug wird angehalten? das Kupplungspedal ist niedergetreten, so dass die Getriebekupplung 356 ausgekuppelt
ist,und/oder das Getriebe befindet sich in seiner Neutralstellung; das Gaspedal ist freigegeben. A-ach die
dritte UND-Schaltung 444 hat weitere Eingänge, die mit dem Ausgang des auf die Gaspedalstellung ansprechenden
Signalgenerators 432, dem Ausgang des auf die Motordrehzahl Null ansprechenden Signalgenerators 434 und dem vierten
Ausgang 424d des auf die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 424 verbunden sind. Die dritte
UND-Schaltung 444 erzeugt somit als Ausgangesignal eine
logische "1", wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Das Schwungrad 372 dreht sich mit beliebiger
Drehzahl; die Getriebekupplung 356 ist ausgekuppelt und/oder das Getriebe befindet sich in seiner Neutralstellung;
das Gaspedal ist niedergetreten; der Motor steht still.
Ein Eingang einer· vierten logischen UND-Schaltung 447
ist mit dem dritten Ausgang 424c des auf die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 424
verbunden. Der Ausgang der vierten logischen UND-Schaltung 447 ist mit den jeweiligen Eingängen einer zweiten logischen
ODER-Schaltung 448 sowie einer dritten logischen ODER-Schaltung 450 verbunden. Ein weiterer Eingang jeder
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dieser ODER-Schaltungen 448und 450 ist mit dem zweiten
Ausgang 424d des auf die Drehzahl des Schwungrades ansprechenden Signalgenerators 424 verbunden. Die ODER-Schaltungen
448 und 450 erzeugen somit als Ausgangssignal
eine logische "1", wenn die vorgeschaltete UND-Schaltung als Ausgangssignal eine logische "1" erzeugt und gleichzeitig
sich das Schwungrad 372 mit einer Drehzahl dreht, die höher als die zweite Bezugsdrehzahl von beispielsweise
1000 Upm ist.
Die beiden Eingänge einer fünften logischen UND-Schaltung 452 sind mit dem Ausgang der zweiten ODER-Schaltung 448
bzw. dem Ausgang der dritten UND-Schaltung 444 verbunden.
Der Ausgang der UND-Schaltung 452 ist einerseits mit einem weiteren Eingang der vierten UND-Schaltung 447 und andererseits
mit einem Eingang einer vierten logischen ODER-Schaltung 454 verbunden, deren anderer Eingang mit dem Ausgang der
ersten UND-Schaltung 436 verbunden ist. Der Ausgang der dritten UND-Schaltung 444 ist ferner mit einem Eingang
einer sechsten logischen UND-Schaltung 456 verbunden, deren anderer Eingang über eine logische NICHT-Schaltung 458
mit dem Ausgang der dritten ODER-Schaltung 45O verbunden
ist.
Das Steuersignal von der vierten ODER-Schaltung 454 wird auf ein erstes Relais 460 gegeben, dessen einer Ausgang 460a
mit dem Stellglied 366 für die Getriebelcupplung 356 und
dessen anderer Ausgang 460b mit dem Stellglied 386 für das Schwungrad 372 verbunden ist. Das Steuersignal von
der zweiten UND-Schaltung 442 wird auf ein zweites Relais 462 gegeben, dessen Ausgang mit der nicht dargestellten
Zündspule des Motors über einen Zündschalter 464 und einen Zweistellungsschalter 466 verbunden ist, der von
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Hand betätigt werden kann, wenn gewünscht wird, dass der Motor durch den nicht dargestellten Anlassermotor angelassen
wird, was beispielsweise während der Fahrt in Vorstadtgebieten sinnvoll sein kann, wo das Kraftfahrzeug
nicht häufig anhalten muss und wo die Luftverschmutzung kein ernstes Problem darstellt. Ein drittes Relais 468
ist zur Betätigung des Anlassermotor vorgesehen. Der Eingang des dritten Relais 468 ist mit dem Ausgang der
sechsten UND-Schaltung 456 verbunden, während ein Ausgang mit dem Anlassermotor über einen Schalter 470 verbunden ist,
der mit dem Zündschalter 464 zusammengeschaltet ist. Ferner ist ein Spannungsstabilisator 472 als Spannungsquelle für
die Steuereinheit vorgesehen. Der Spannungsstabilisator
472 ist über einen Zweistellungsschalter 474 und den Zündschalter 464 mit der Spannungsquelle 418 verbunden.
Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, dass mit dem hybriden Antriebssystem nach der Erfindung eine Reihe
von Vorteilen erreicht v/erden kann. Zu diesen Vorteilen gehört:
1) Die Emission giftiger Verbindungen aus dem Abgassystem des Motors kann vermindert werden, wodurch die Luftverschmutzung
verringert wird.
2) Die vom Motor erzeugten Geräusche können vermindert werden.
3) Der Motor kann klein und kompakt gebaut werden. Wenn das Kraftfahrzeug wie bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen
ausschliesslich durch den Motor angetrieben wird, sollte der Motor eine so grosse Leistung haben, dass diese für
die grössten Lastanforderungen des Kraftfahrzeugs ausreicht. Da jedoch ein mit dem erfindungsgemässen hybriden Antriebs-
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system ausgerüstetes Kraftfahrzeug bei starker Belastung
desselben durch das Zusammenwirken von Motor und Schwungrad angetrieben wird, braucht der Motor nicht eine so hohe Leistung zu liefern, wie sie bei herkömmlichen Motoren
erforderlich ist, und daher kann der Motor verhältnismässig klein ausgelegt sein.
desselben durch das Zusammenwirken von Motor und Schwungrad angetrieben wird, braucht der Motor nicht eine so hohe Leistung zu liefern, wie sie bei herkömmlichen Motoren
erforderlich ist, und daher kann der Motor verhältnismässig klein ausgelegt sein.
4) Die Wirtschaftlichkeit des Betriebes des Kraftfahrzeugs
ist verbessert.
5) Die Zuverlässigkeit und die Gleichförmigkeit des Motorbetriebs
sind verbessert, da der Motor nicht unverhältnisraässig stark belastet wird, wodurch die Lebensdauer des
Motors verlängert ist.
Motors verlängert ist.
Patentansprüche
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Claims (8)
1. Hybrides Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug,gekennzeichnet
durch einen Hauptantrieb (20), eine Abtriebswelle (26,3O)1 eine Zwischenwelle (24), die zwischen
den Hauptantrieb und die Abtriebswelle geschaltet ist, eine lösbare Kupplung (28) zwischen der Zwischenwelle
und der Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle bei betätigter Kupplunqj von der Zwischenwelle abgekuppelt ist,
ein Schwungrad (54), das mit der Zwischenwelle in lösbarer Antriebsverbindung steht, eine Steuereinheit (76),
die auf die Drehzahlen des Hauptantriebs und des Schwungrades anspricht und daraus ein erstes Signal, das die
im Schwungrad gespeicherte Energiemenge wiedergibt, und ein zweites Signal erzeugt, das die Drehzahldifferenz
zwischen dem Hauptantrieb und dem Schwungrad wiedergibt, und einen Signalgenerator (118) in der Steuereinheit
(76), der ein erstes Steuersignal erzeugt, wenn das erste Signal eine oberhalb eines ersten Bezugswertes
(e,) liegende Energiemenge des Schwungrades anzeigt, der ein zweites Steuersignal erzeugt, wenn das erste
Signal eine oberhalb eines zweiten Bezugswertes (e ), der höher als der erste ist, liegende Energiemenge des
Schwungrades anzeigt, und der ein drittes Steuersignal erzeugt, wenn das erste Signal eine oberhalb eines
dritten Bezugswertes (e.,) , der höher als der zweite ist,
liegende Energiemenge des Schwungrades anzeigt, wobei die von dem Hauptantrieb abgegebene Leistung teilweise
auf die Abtriebswelle und teilweise auf das Schwungrad zur Erhöhung der im Schwungrad gespeicherten Energiemenge
gegeben wird, wenn das zweite Signal kleiner als ein
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bestimmter Wert ist und gleichzeitig das zweite Steuersignal vorliegt, und wobei das Schwungrad vom Hauptantrieb
getrennt wird, wenn das dritte Steuersignal vorliegt, und durch die Kupplung in Antriebsverbindung
mit der Abtriebswelle gebracht wird, wenn das erste Steuersignal vorliegt, so dass die Abtriebswelle sowohl
vom Hauptantrieb als auch vom Schwungrad angetrieben wird, wenn das erste Steuersignal vorliegt.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein stufenloses Wechselgetriebe (62,64,66) zwischen dem
Schwungrad (54) und der Zwischenwelle (24) zur stufenlosen Veränderung des Verhältnisses der Drehzahlen von
Zwischenwelle und Schwungrad.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Signalgenerator (1O2) in der Steuereinheit
(72), der auf den Zustand des stufenlosen Wechselgetriebes (62,64,66) anspricht und ein viertes Steuersignal
erzeugen kann, das das Verhältnis der Drehzahlen von Zwischenwalle und Schwungrad wiedergibt, wobei das
stufenlose Wechselgetriebe so gesteuert ist, dass es die Drehzahlen von Zwischenwelle und Schwungrad angleicht,
wenn das Schwungrad von der Zwischenwelle getrennt ist, und dass es das Schwungrad beschleunigt
oder verzögert, wenn das Schwungrad von der Zwischenwelle angetrieben wird oder mit der Zwischenwelle in Antriebsverbindung steht.
4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch eine zweite lösbare Kupplung (36), die auf das zweite Steuersignal ansprechen kann und dann
eine Antriebsverbindung von der Zwischenwelle (24) zum Schwungrad (54) herstellt, und eine dritte lösbare
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Kupplung (38), die auf das erste Steuersignal ansprechen kann und dann/eine Antriebs verbindung vom Schwungrad
zur Zwischenwelle herstellt.
5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch eine zweite lösbare Kupplung (158), die auf das erste und das zweite Steuersignal ansprechen kann
und dann bei Vorliegen des zweiten Steuersignals eine Antriebsverbindung von der Zwischenwelle (24) zum Schwungrad
(54) herstellt und bei Vorliegen des ersten Steuersignals
eine·Antriebsverbindung vom Schwungrad zur Zwischenwelle herstellt.
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (27) auf das Ausmass der Öffnung der Drossel des Brennstoffzufuhrsystems
des Hauptantriebs (20) und den hinter der Drossel herrschenden Unterdruck anspricht und das Ausmass
der Öffnung der Drossel unabhängig von der Stellung eines Gaspedals steuert, wenn die vom Hauptantrieb abgegebene
Leistung entweder bei stillstehender Abtriebswelle ausschliesslöi auf das Schwungrad oder teilweise auf
das Schwungrad und teilweise auf die Abtriebswelle gegeben wird oder wenn die Abtriebswelle sowohl durch
den Hauptantrieb als auch das Schwungrad angetrieben wird.
7. Hybrides Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch einen Hauptantrieb, eine Abtriebswelle
(164), eine Zwischenwelle (161), die mit einem Ende
über eine erste lösbare Kupplung (166) mit dem Hauptantrieb und mit dem anderen Ende über eine zweite lösbare
Kupplung (168) mit der Abtriebswelle verbunden ist, ein Schwungrad (194), das mit der Zwischenwelle in Eingriff
bringbar ist und dann von dieser rotatorische Energie empfängt oder auf diese saine gespeicherte Energie überträgt,
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eine dritte lösbare Kupplung (190,192,198) zum wahlweisen
Verbinden und Lösen des Schwungrades mit bzw. von der Zwischenwelle und eine Steuereinheit (228),
die auf die Drehzahlen von Hauptantrieb, Abtriebswelle und Schwungrad anspricht und die erste, zweite und
dritte Kupplung in der Weise steuert, dass die in dem Schwungrad gespeicherte Energiemenge innerhalb eines
bestimmten Bereiches gehalten wird, wobei der Hauptantrieb angehalten wird, wenn das Kraftfahrzeug angehalten
wird, und wobei das Kraftfahrzeug von der im Schwungrad gespeicherten Energie angetrieben wird,
wenn es nach dem Stillstand anfährt.
8. Hybrides Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet
durch einen Hauptantrieb, eine Abtriebswelle (354), eine Zwischenwelie (350), die mit einem Ende
dauernd mit dem Hauptantrieb und mit dem anderenEnde über eine erste lösbare Kupplung (356) lösbar mit der
Abtriebswelle verbunden ist, ein Schwungrad (372), das mit der Zwischenwelle in Eingriff bringbar ist
und dann von dieser rotatorische Energie empfängt oder auf diese seine gespeicherte Energie überträgt, eine
zweite lösbare Kupplung (368,370,376) zum wahlweisen Verbinden und Lösen des Schwungrades mit bzw. von der
Zwischenwelle, und eine Steuereinheit (400), die auf die
Drehzahlen des Hauptantriebs, der Abtriebswelle und des Schwungrades anspricht und die erste und die zweite
Kupplung in der Weise steuert, dass die in dem Schwungrad gespeicherte Energiemenge innerhalb eines bestimmten
Bereichs gehalten wird, wobei der Hauptantrieb angehalten wird, wenn das Kraftfahrzeug angehalten wird,
und wobei der Hauptantrieb durch die im Schwungrad gespeicherte Energie wieder angelassen wird, wenn das
Kraftfahrzeug nach dem Stillstand anfahren soll.
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