DE2531332A1

DE2531332A1 - Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE2531332A1
Application number: DE19752531332
Authority: DE
Inventors: Julian Robert Anthony Beale
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-07-12
Filing date: 1975-07-12
Publication date: 1977-05-12

Description

"Antriebsvorrichtung"
Die Erfindung betrifft Antriebsvorrichtungen, insbesondere für Fahrzeuge auf Rädern.
Das heutige Kraftfahrzeug hat den Nachteil, dass es in einem grossen Geschwindigkeitsbereich mit Hilfe eines einzigen Motors arbeiten muss. Je nachdem sich der öffentliche Personenfernverkehr günstiger entwickelt und der Benzinpreis steigt, wird der Gebrauch des Kraftfahrzeugs für Fernfahrten etwas zurückgehen, aber das Kraftfahrzeug wird zweifellos nach wie vor für Kurzfahrten verwendet werden, für die es sich hervorragend eignet. Diese Kurzfahrten werden auch die wichtigste Ursache der Unzweckmässigkeit des Kraftfahrzeugs bleiben, oder es müsste eine Weise zur Verbesserung des niedrigen Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors gefunden werden, wenn der Motor weniger als ungeftthr 10 % seiner Maximalleistung liefert. Der niedrige Wirkungsgrad wird im wesentlichen durch die im Motor auftretenden mechanischen Verluste verursacht, die zum grössten Teil vom Ausgangs moment unabhängig sind und 20 bis 25 % des Maximalmoments betragen. Der Nutzeffekt des Kraftfahrzeugs wird durch den Kraftstoffgebrauch beim Verzögern (mit Hilfe der Bremsen oder durch motorisches Bremsen), beim Leerlauf im Verkehr, und beim schnellen Gasgeben zum Erhalt einer grossen Beschleunigung weiter verringert.
Eine potentielle vorteilhafte Weise zum Herabsetzen zu et des Kraftstoffgebrauchs ist es, das Kraftfahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung zu versehen, die eine Arbeitsmaschine, die eine Kraftquelle zmn Antreiben des Kraftfahrzeugs bildet, und einen von der Arbeitsmaschine getrennten Trägheitsenergiepuffer enthält, der mit mechanischer Energie geladen werden und gleichfalls zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dienen kann.
Die Arbeitsmaschine einer Antriebsanordnung gemäss obiger Beschreibung kann z.B. durch einen mit Benzin oder Dicselöl arbeitenden Verbrennungsmotor oder durch einen elektrischen Motor gebildet werden, der von einer im Kraftfahrzeug mitgeführten Batterie gespeichert wird. Ein Schwungrad ist ein geeigneter Energie puffer. Der Einfachheit halber werden nachstehend alle Arten von Arbeitsmaschinen mit "Motor" und alle Energie speicheranordnungen mit "Scdhwungrad" bezeichnet.
Antriebsvorrichtungen der beschriebenen Art sind bereits aus der breitischen Patentschrift 715692 bekannt und enthalten einen Motor, ein Schwungrad, Kupplungsmittel, die den Motor, das Schwungrad und eine Antriebswelle miteinander verbinden können, einen Drehmomentenwandler, der die Verbindung mit der Antriebswelle bildet und Mittel zum Regeln der vom Motor gelieferten Leistung und des Eingangs-Ausgangsverhältisses des Drehmomentenwandlers, der zum selektiven Betätigen der Kupplungsmittel dient, derart, dass die Vorrichtung nach einer der nachstehenden Betriebsarten arbeten kann: "Motor allein", wobei nur der Motor mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugs verbunden ist; "Schwungrad allein", wobei nur das Schwungrad mit der Antriebewelle es Kraftf@kr@eugs @@@ bunden ist und "Schwung@@ Motor, ober de@ Sehr rad und der Motor beide mit der @@irbswell@@ fahrzen, verbunden sind @@ während an anderen ausgewählten Zeitpunkten Leistung sowohl des Motors als auch des Kraftfahrzeugs zum Speichern von Energie im Schwungrad angewandt wird, z.B.
beim Verzögern oder beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs und in Zeiträumen, in denen mehr Motorleistung als erforderlich verfügbar ist, um das Kraftfahrzeug im momentanen Betriebszustand zu halten. Bei dieser Vorrichtung ist es sehr wahrscheinlich, dass am Ende der Fahrt, brauchbare im Schwungrad gespeicherte Energie dabei verloren geht. Sonstige Arbeit, die bisher an dieser Art mit einem behelgsmässigen Schwungrad versehener Antriebsvorrichtungen verrichtet ist, war meistens mechanischer Art, wobei der Nachdruck auf Schwungrädern mit einer hohen Energiedichte (die den Energieverlust am Ende der Fahrt beim oben erwähnten Verfahren noch vergrössern), auf dem Herabsetzen der grossen Verluste durch Luftwiderstand, auf dem Vermeiden gyroskopischer Effekte, auf dem Verlängern der Lebensdauer von Lagern und dem Verhindern gefährlicher Zustände im Falle eines zersprungenen Schwungrades liegt. Die wichtigsten Beweggründe fÜr den Gebrauch eines Schwungrades mit einer hohen Energiedichte sind, dass eine grössere Hilfsenergiemenge zum Vergrössern der Höchstbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, insbesondere beim Steigen, verfügbar ist, weiter dass der Zeitraum, in dem die Hilfsenergie aufrechterhalten werden kann, länger ist, und dass beim regenerativen Bremsen eine grössere Energiemenge im Schwungrad gespeichert werden kann, insbesondere bei der Talfahrt.
Die vorliegende Erfindung basiert darauf, dass die Vorteile des Gebrauchs eines Schwungrades als einer Hilfskraftquelle zunächst vorwiegend bei Kurzfahrten des Kraftfahrzeugs hervortreten, wobei die Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs im allgemeinen niedrig sind, so dass es nicht nötig ist, im Schwungrad eine grosse Energiemenge zu speichern, die am Ende der Fahrt wieder abgeführt wird. Deshalb kann man mit einem Schwungrad mit einer verhältnismässig geringen Energiedichte auskommen.
Zweitens ermöglicht es die Verwendung der Möglichkeiten elektronischer Regelung des Leistungsstromes in der Antriebsvorrichtung, so dass die sechs verfügbaren Richtungen für den mechaniscen Leistungsstrom optimal verwendet wird, die potentiellen Vorteile eines Schwungrades mit einer hohen Energiedichte mit Hilfe eines Schwungrades mit nur einer verhältnismässig geringen Energiedichte, aber ohne die anfallenden Nachteile wie Kosten, Unsicherheit, grosse Kreiselkräfte, grössere Wartung und Untweckmässigkeit bei Kurzfahrten zu erreichen.
Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung ist dadurch gekennteichnet, dass die Regelittel durch elektrische Regelmittel gesteuert sind.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird der Motor vorzugsweise fast ununterbrochen nahe seinem Bereich mit minimal spezifischem Kraftstoffverbrauch betrieben. In diesem Bereich ist die Ausgangs leistung des Motors im allgemeinen viel grösser als zum Antreiben des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, und die Mehrleistung kann zum Speichern von Energie im Schwungrad verwendet werden. Wenn sich das Schwungrad vollständig aufgeladen hat, wird der Motor von der Antriebswelle des Fahrzeugs entkuppelt und die Drehzahl des Motors kann auf einen äusserst geringen Wert (Leerlauf) herabgesetzt werden, so dass der Kraftstoffverbrauch vernachlässigbar klein wird. Die im Schwungrad gespeist cherte Energie wird dann zum Antreiben des Fahrzeugs angewandt. Dies ist die Betreibsart "Schwungrad allein".
Wenn die Nutzenergie im Scllwungrad verbraucht und also das Schwungrad entladen ist, wird der Motor wieder mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugs verbunden und dient wieder zum Antreiben des Fahrzeugs sowie zum Aufladen des Schwungrads. Dies ist die Betriebsart "Schwungrad + Motor" bei der die verfügbare Gesamtleistung zum Antrieben dos Fahrzeugs grösser als die Leistung sein kann, die aus den Motor allein erhalten wird, wenn das Schwungrad wieder aufgeladen ist. Wenn jedoch die gelieferte Leistung grösser ist als die vom Motor allein gelieferte Leistung, dreht sich das Schwungras langsamer. Wenn sich das Schwungrad entladen hat, wird es von der Antriebswelle des Fahrzeuges entkuppelt, wodurch die Motordrehzahl gesteigert werden und seine Maximalleistung liefern kann. Dies ist die Betriebsart "Motor allein".
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung sprechen die elektronischen Regelmittel wie folgt an: (i) wenn sich das Schwungrad in der Betreibsart- "Schwungrad allein" völlig entladen hat, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" um.
(ii) Wenn sich das Schwungrad in der Betreibsart "Schwungrad allein" überlastet hat, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" um.
(iii) Wenn siell das Schwungrad in der Betreibsart "Schwungrad + Motor" überlastet hat, halten sie diese Betriebsart aufrecht.
(iv) Wenn sich das Schwungrad in der Betriebs art "Schwungrad + Motor" völlig entladen hat, schalten sie nach der Betriebsart "Motor allein" abhängig von der Bedingung (v) um.
(v) Sie schalten unter der Bedingung (iv) nur nach der Betriebsart "Motor allein" um, wenn der Motor ungenügende Leistung zum erneuten Aufladen des Schwungrades in der Betriebsart "Schwungrad allein" liefern kann.
(vi) Wenn sich das Schwungrad in der Betriebsart "Schwungrad + Motor vollständig aufgeladen hat, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad allein" um.
(vii) Wenn die Schwungradgeschwindigkeit in der Betriebsart "Motor allein" zu niedrig ist, um hinsichtlich der akzeptablen Mindestgeschwindigkeit des Motors synchron zuge schaltet zu werden, halten sie die Betriebsart "Motor allein" aufrecht.
(viii) Wenn die Schwungradgeschwindigkeit in der Betreibsart "Motor allein" zu niedrieg ist, um hinsichtlich der momentanen Geschwindigkeit der Antriebswolle synchron zugeschaltet zu werden, halten sie die Betriebsart "Motor all ein" aufrecht.
(ix) Wenn in der Betreibsart "Motor allein" Leistung zum Aufladen des Schwungrades verfügbar ist, schalten sie nach der Betriebsart "Motor + Schwungrad" um.
Die Bedingungen (vii) bis (ix) kömlen auch mittelbar von den Regelmitteln mit Hilfe einer geeigneten Variation in der Motordrehzahl in der Betriebsart "Motor allein" erfüllt werden, wobei gleichzeitig mir nach der Betriebsart "Motor + Schwungrad" umgeschaltet wird, wenn die Drehzahlen des Schwungrades und des Motors gleich sind. Die Motordrehzahl wird dabei derart geregelt, dass sie immer höher als die Mindestdrehzahl der Bedingung (vii) ist, so dass immer diese Bedingung und die Bedingung (viii) erfüllt werden, weil der Motor bereits mit der Welle des Fahrzeugs gekuppelt ist, während die Bedingung (ix) durch die Wahl einer genügend hohen Motordrehzahl einer bestimmten Leistung unterdrückt wird, so dass das Motormoment in der Betriebsart "Motor allein" kleiner ist als das maximale Moment , das der Motor in der Betriebsart 11Motor + Schwungrad" liefern muss.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung sprechen die Regelmittel wie folgt an: (x) Sie schalten von der Betriebsart "Schwungrad allein" nach der Betriebsart "Motor + Schwungrad" um, wenn das Moment an der Eingangsseite des Drehmomentenwandlers einen bestimmten Wert überschreitet.
(xi) Sie schalten von der Betriebsart "Schwung rad + Motor" nach der Betreibsart "Schwungrad allein" um, bevor sich das Schwungrad vollständig geladen hat, wenn die Antriebsvorrichtung keine Leistung zu liefern braucht.
(xii) Sie vermeiden das Umschalten von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betreibsart "Schwungrad allein" durch die Bedingung (vi), wenn die Antreibsvorrichtung mehr als eine bestimmte Leistung liefern muss.
(xiii) Wenn in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" sich das Schwungrad vollständig geladen hat und die Leistung, die die Vorrichtung liefern muss, die spezifizierte Leistung der Bedingung (xii) nicht überschreitet, schalten sie nach der Betriebsart "Motor allein oder nach der Betriebsart "Schwungrad allein" um, abhängig davon, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit höher bzw. niedriger als eine bestimmte Geschwindigkeit ist.
(xiv) Sie vermeiden das Umschalten von der Betriebsart "Motor allein" nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" unter der Bedingung (ix), oder das Schwungrad muss völlig entladen sein.
(xv) Sie vermeiden, dass die Bedingung (xiv) die Betriebsart "Motor allein" aufrechterhält, wenn sich das Schwungrad nicht vollständig entladen hat und schalten stattdessen nach der Betriebsart "Motor + Schwungrad" um, wenn keine Leistung voll der Vorrichtung erfordert wird.
(xvi) Sie vermeiden, dass die Bedingung (xiv) die Betriebsart "Motor allein" aufrechterhält, wenn die Bedingung (xv) diese Betriebsart erlaubt, wenn sich as Schwungrad nicht völlig entladen hat, und stattdessen schalten sie nach der Betriebsart "Motor + Schwungrad" uni, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein bestimmter Wert; (xvii) Wenn die Betriebsart "Motor allein" unter der Bedingung (ix) aufrechterhalten worden ist, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" um, wenn sich das Schwungrad genügend geladen hat, um in der erforderten Leistung beizutragen.
Hinsichtlich obiger Beschreibung sei angenommen, dass sich das Schwungrad "völlig entladen" hat, wenn seine Drehzahl auf einen niedrigen Richtwert absinkt, und dass sich das Schwungrad "völlig geladen" hat, wenn seine Droijzahl einen hohen Richtwert erreicht. Wie noch näher beschrieben wird, brauchen der hohe und der niedrige Richtwert der Drehzahl nicht konstant zu sein. Das Schwungrad wird "überlastet" angenommen, wenn seine Drehzahl einen eingestellten Höchstwert erreicht, der gleichfalls vorzugsweise variabel ist.
Zum Durchführen der Regelfunktionen der elektronischen Regelmittel enthält die erfindungsgemässe Antreibsvorrichtung Transduktoren zum Liefern einer Anzehl Signale, die die Drehzahlen der Schwungradwelle, der Ausgangswelle des Motors und der Ausgangswelle des Drehmomentenwandlers darstellen, und Aufnehmer, die auf das Nachstellen von Regelorganen für die Antreibung und Verzögerung des Fahrzeugs anprechen und Eingangsregelsignale abhängig vom Ausmass einer derartigen Nachstellung liefern, wobei die elektronischen Regelmittel auch auf diese Signale ansprechen und Ausgangsregelsignale liefern, die die Drehzahl des Motors und das Eingangs/Ausgangsverhältnis des Drehmomentenwandlers bestimmen.
Vorzugsweise wird ein weiterer Transduktor zum Erzeugen eines Signals angeordnet, das die Drehzahl der Eingangswelle des Drehmomentenwandlers darstellt.
Hierdurch ist es überflüssig geworden, entweder das Drehzahlsignal der Ausgangswelle des Motors oder das Drehzahlsignal des Schwungrades zur Bestimmung des Eingangs/Ausgangsgescheindiekeitsverhältnisses des Drehmomentenwandlers zu verwenden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung regeln die elektronischen Regelmittel den Leitungsstrom in der Vorrichtung auf verschiedene Weisen für jedes einer Anzahl verschiedener Regelprogramme, die getrennt aus gewählt werden können, wobei die elektronischen Regelmittel für jedes Regel programm auf verschiedene Weisen auf einem gleichen Ausmass der Nachstellung der Organe zum Antreiben und Verzögern des Fahrzeugs ansprechen.
Die Regelprogramme beziehen sich auf verschiedene Fahrweisen, und der Lenker des Fahrzeugs kann ein Regelprogramm entsprechend der unmittelbar bevorstehenden Fahrweise auswählen, z.B. Fahren mit minimalem Kraftstoffverbrauch, Fahren in der Stadt oder Fahren mit einer Höchstleistung des Fahrzeugs. Für jedes Regelprogramm arbeiten die elektronischen Regelmittel mit verschiedenen Parametern zum Auswählen von Eingangs/Au sgangsverliä 1 tni 5 sen.
des Drehmomentenwandlers, der Drehzahlen des Motors und des Schwungrades und der Dauer des Kuppelns und Entkuppelns der verschiedenen Kupplungen, um eine optimale Wirkung zu erhalten. Weiter wird angestrebt, dass bei jedem Regelprogramm sich das Fahrzeug nach dem Gefühl des' Lenkers völlig normal verhält, obgleich der Lenker faktisch keine direkte Kontrolle über den Motor oder die Uebersetzung hat.
Eine Anzahl verschiedener Regelprogramme wird deshalb bevorzugt, dass die vorteilhafteste Drehzahl des Schwungrades (Energie) und das Ausmass der Geschwindigkeitsänderung (grösserer oder geringerer Leistungs strom) stark vom allgemeinen Fahrwegzustand und von den allgemeinen Zielen des Lenkers abhängig sind. Um eine im Ganzen befriedigende Leistung zu erhalten, muss der Lenker die Möglichkeit haben, die Antriebsvorrichtung in einen geeigneten Beiriebsbereich einzustellen (wie mit -Hilfe eines Schalthebels und eines Getriebes bei einer herkömmlichen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug), und die Vorrichtung wird dabei anscheinend normal auf seine augenblickliche Befehle ansprechen, die über die Antriebs- und Verzögerungsorgane des Fahrzeuges gegeben werden (Gaspedal und Bremspedal). Wenn durch einen lang anhaltenden Leitungsstrom in einer von beiden Richtungen das Schwungrad aus dem vorgeschriebenen Arbeitsbereich heraustritt, wird das Schwungrad entkuppelt und die Befehle des Lenkers werden vom Motor und von den Bremsen allein ausgeführt. Dieser Uebergang braucht nicht mehr bemerkbar zu sei.n als eine Aenderung in der Beschleunigung bei der Anwendung eines herkömmlichen automatischen Getriebes.
Ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel, das an Hand der Zeichnung näher beschrieben wird, enthält vier verschiedene Regelprogramme.
Das erste Programm ist ein "Normalprogramm" (N) bei dem die Regelstrategie der Beschreibung iii den Regelbedingungen (i) bis (xvii) entspricht, Dieses Normalprogramm richtet sich auf das Erzielen eines niedrigen Kraftstoffverbrauchs, der jedoch eine geringe (oder gar keine) Verbesserung der verfügbaren Leistung im Vergleich zur maximalen Motorleistung bedeutet. Eine bedeutende Vergrösserung der Leistung über die maximale Motorleistung hinaus ist nicht verwirklichbar, weil das Schwungrad zwischen einem geladenen und einem entladenen Zustand arbeitet, so dass im Augenblick, dass maximale Leistung gewünscht vlrd sich das Schwungrad zum grössten Teil entladen haben könnte.
Das zweite Programm ist ein "Leistungprogramm" (F), bei dem sich die, Regelstrategie auf das Erzielen einer bedeutenden Vergrösserung der verfügbaren Leistung richtet, unter Beibehaltung einer mittleren niedrigen Drehzahl des Motors (und gleichfalls eines niedrigen Schaltpeges), und bei dem regenertives Bremsen möglich ist, sogar wenn sich das Schwungrad völlig geladen hat.
Mögliche Reserveleistung des Motors wird dazu verwendet, das Schwungrad in gut geladenem Zustand zu erhalten, so dass es für einen möglich erforderlichen Leistungsstoss bereitsteht. Daneben wird die Betriebsart "Motor allein" aufrechterhalten. Zum Durchführen des Leistungprogramms wird folgende Regelbedingung (xviii) eingehalten: (xviii) Wenn in der Betreibsart "Schwungrad allein" Leistung erfordert wird, sorgen die elektronischen Regelmitte dafür, dass nach der Betriebsart "Schwung rad + Motor um geschaltet wird.
Auch wird beim Leistungsprogramm die Bedingung (xiii) in dem Sinne geändert, dass immer von der Betriebsart "Schwungrad + Motor + nach der Betreibsart "Motor allein", ungeachtet der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, umgeschaltet wird, wenn die von der Antriebsvorrichtung erforderte Leistung nicht höher ist als der spezifizierte Wert der Bedingung (xii), und die Bedingung (xvi) wird fortgelassen.
Das dritte Regelprogramm ist ein "Zusatzleistungsprogramm" (EP), bei dem sich die Regelstrategie darauf richtet, die Leistung maximal zu machen.
Bei diesem Programm ist regeneratives Bremsen nicht erlaubt. Die Betriebsart "Schwungrad + Motor" wird möglicherweise immer angewandt, und das Schwungrad wird immer zum Annehmen einer maximalen spezifizierten Geschwindigkeit geregelt (über der das Schwungrad überlastet wird), um eine maximale Leistung zu liefern.
Zum Durchführen des Zusatzleistungsprogranlms reagieren die elelctronischen Regelmittel derart, dass sie die Betreibsart $Schwungrad allein" blockieren, und die Bedingungen (vi) und (xi) werden gesperrt, um das Umschalten von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart "Schwungrad allein" zu verhindern.
Gleichfalls wird die Bedingung (xiv) gesperrt, wodurch, wenn sich das Schwungrad entsprechend der Bedingung (ixv) aufladen kann, ein Uebergang von der Betriebsart "Motor allein" nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor11 erfolgt.
Das vierte Regelprogramm ist ein Niederbelastungsprogramm (LL), bei dem sich die Regelstrategie auf die Verwendung einer möglicherweise im Schwungrad gespeicherten Reserveleistung richtet, während danach die Betriebsart "Motor allein" aufrechterhalten bleibt.
Dieses Niederbelastungsprogramm ist in Situationen vorteilhaft, bei denen es wahrscheinlich ist, dass die im Schwungrad gespeicherte Reserveenergie verloren geht, wenn sie nicht unmittelbar verwendet wird, z,B. bei einer ganz kurzen Fahrt oder beim Erreichen einer langen Talfahrt, wonach das Schwungrad wieder durch die Wahl eines der anderen Regelprogramme verwendet worden kann. Zum Durchführen des Niederbelastungsprogramms wird die Bedingung (xvii) derart geändert, dass cin Uebergang Voll der Betriebsart "Motor allein" nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" erlaubt ist, sogar wenn das Schwungrad fas-t vollständig entladen ist, wobei die Bedingung (ix) gesperrt wird, um den Uebergang nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" in sonstigen Umständen zu sperren. Auch wird die Bedingung (v) gespertt, so dass immer ein Uebergang voll der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart Motor allein11 unter dem Einfluss der Bedingung (iv) erfolgt. Ausserdem wird die Bedingung (xiii) gehändert, um den Uebergang voll der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart "Motor allein" durch die Bedingung (xiii) zu sperren, und die Bedingung (vi) wird derart geändert, dass beim Nichterfüllen der Bedingung (xii) nach der Betriebsart "Schwungrad allein" umgeschaltet wird.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs.
gemässen Vorrichtung an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung, Fig.2 und 2a schematische Darstellungen einer Motorkupplung wie sie in der Vorrichtung nach Pig. 1 angewandt wird, Fig.3 eine schematische Darstellung einer Schwungradkupplung, trie sie ill der Vorrichtung nach Fig. 1 angewandt wird, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer festen Uebersetzung, wie sie in der Vorrichtung nach Fig0 1 angewandt wird, Fig.5, 5a, 5b und 5c schematische Darstellungen von Einzelheiten einer stufenlos einstellbaren Uebersetzung, wie sie in der Vorrichtung nach Fig. 1 angewandt wird, Fig.5d eine graphische Darstellung mit dem Uebersetzungsverhältnissen der stufenlos einstellbaren Uebersetzung, Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Flüsigkeitdurcksystems für die Vorrichtung nach Fig.1, Fig.7 und 8 Diagramme von Regelstrategien in der Antriebsvorrichtung nach Fig.1, Fig.9 eine schematische Darstellung einer elektronischen Regelschaltung zum Durchführen der Regelstrategie entsprechend dem Diagramm nach Fig.7, Fig. 10a bis 10c schematische Darstellungen elektronischer Regelschaltungen zum Durchführen der Regelstrategien entsprechend dem Diagramm nach Fig. 8, Fig. 11 bis 14 schematisch Dargestellungen elektronischer Regelschaltungen zum Durchführen von Regelfunktionen in der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1, und Fig. 15 bis 21 graphische Darstellungen zur Veranschaulichung des Zussammenhangs zwischen verschiedener Parametern, auf Grund deren die Funktionen der Regelschaltung bestimmt werden.
Die Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 anthält einen Verbrennungsmotor 1 mit Zündung durch Zündkerzen und Benzin als Kraftstoff. Die Ausgangswelle 2 dieses Motors 1 ist über eine Motorkupplung 3 mit einer Welle 4 einer Uebersetzung 5 mit einem fosten Uebersetzungsverhältnis verbunden. Die Uebersetzung 5 enthält eine zweite Welle 6, die über eine Schwungradkupplung 7 mit der Welle 8 eines Schwungrades 9 gekuppelt ist, und eine dritte Welle 10, die mit der Eingagsseite einer stufenlos einstellbaren Uebersetzung 11 verbunden ist. Die Uebersetzung 5 liefert ein 1 : 1 -Uebersetzungsverhältnis zwischen den Wellen 4 und 10 und eine Untersetzung von 3 : 1 zwischen der Welle 6 und den beiden Wellen 4 und 10.
Wie weiter unten beschrieben wird, ist die stufenlos einstellbare Uebersetzung 11, die den Drehmomentenwandler der Vorrichtung bildet, eine Perbury-Uebersetzung mit einem Walzensystem 12 und einer Epizikelübersetzung 13.
Eine Antriebswelle 14 für das Fahrzeug ist zwischen der Ausgangsseite der Uebersetzung 11 und einer Differentialübersetzung 15 des Fahrzeugs angeordnet. Die Räder 16 und 17 sind auf herkönunliche Weise mit der Differentialübersetzung 15 verbunden.
Vor der Beschreibung der elektronischen Regeleinrichtung für diese Antriebsvorrichtung werden einige spezifische mechanische Einzelheiten der Vorrichtung erläutert, da diese Einzelheiten beschränkend wirken, und für die von der Regel schaltung durchgeführten Regel strategien berücksichtigt werden müssen.
Ein Fahrzeug, für das die zu beschreibende Antriebsvorrichtung bestimmt ist, ist ein Personenkraftwagen der Mittelklasse. Das bestehende Getriebe eines derartigen Wagens wird durch die feste Uebersetzung 5, die Schwungradkupplung 7, das Schwungrad 9 und die stufenlos einstellbare Uebersetzung 11 ersetzt. Das Schwungrad 9 wird durch eine Stahlscheibe mit einem Durchmesser von ungefähr 40 cm und mit einer Dicke von ungefähr 32- cm gebildet und hat ein Gewicht von ungefähr 36 kg. Bei 9000 Umdrehungen pro Minute hat das Schwungrad eine Gesamtenergie von 33.900 mkg, was ungefähr gleich der kinetischen Energie des Fahrzeugs bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 80 Studenkilometer ist. In der Praxis ist die Gesamtenergie des Schwungrades 9 nicht verfügbar; ein brauchbares Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Drehzahl des Schwungrades ist ungefähr 2 : 1.
Dies ergibt eine verfügbare Energie von 75%, die jedoch durch die normalen Verluste weiter herabgesetzt werden, die in der Uebersetzung des Fahrzeugs auftreten. Man schätzt, dass das Schwungrad 9 das Fahrzeug für ungefähr 1¼ Minute mit einer Konstantgeschwindigkeit von ungefähr 50 Studenkilometer antreiben kann.
Um Verluste durch den Luftwiderstand herabzusetzen, ist das Schwungrad 9 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) angeordnet, in dem mit Hilfe einer kleinen Vakuumpumpe der Druck auf ungefähr 10 mmHg herabgesetzt wird, was einen Verlust von ungefähr 0,1 PS ergibt.
Die maximale Drehzahl des Schwungrades wird auf ungefähr 10.500 Umdrehungen pro Minute beschränkt, um Kreisolkräfte zu beschränken und einen grossen Sicherheitsspielraum zu bilden.
Die Motorkupplung 3 der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 kann entsprechend Fig0 2 gebildet sein.
Diese Motorkupplung, die zentrifugal arbeitet und auch hydraulisch gekuppelt und entkuppelt werden kann, ist mit einem Gehäuse 201 versehen, durch das an einer Seite die Kurbwelle 2 des Motors hindurchragt und an der anderen Seite sich die Welle 4 nach aussen hin erstreckt.
Für die Wellen 2 und 4 sind die Lager 202 bzw. 203 angeordnet. Ein Schwungrad 204 für den Motor ist derart angeordnet, dass es mit der Welle 2 im Gehäuse 201 dreht.
Ein Teil 205 der Welle 4 mit einem kleineren Durchmesser erstreckt sich bis in eine zentrale ringförmige Ausnehmeung 206 des Schwungrades 204. Dieser Teil 205 wird von Lagern 207 getragen. Ein Teil 208 der'Welle 4 mit vollem Durchmesser, welcher Teil an den Teil 205 mit einem herabgesetzten Durchmesser grenzt, ist mit einer Verzahnung versehen und eine Buchse 209 ist axial längs diesem verzahnten Teil 208 verschiebbar. Diese Buchse 209 greift in die Zähne des Teiles 208, um mit der Welle 4 mitdrehen zu können. Die Buchse 209 trägt eine flexible Scheibe 210, an deren Rand eine ringförmige Reibungsplatte 211 angeordnet ist. Eine Andrückplatte 212 mit einer Zentralöffnung, durch die sich die Buchse 209 freu bewegen kann, kann axial verschoben werden, um die Reibungsplatte 211 mit Kraft an die der Andrückplatte zugewandte Oberfläche des Schwungrades 204 zu pressen, so dass zwischen den Wellen 2 und 4 eine Reibungskupplung entsteht An der der Reibungsplatte 211 abgewandten Seite der Andrückplatte 212 ist eine ringförmige Anschlagplatte 213 mit einem Flansch angeordnet, auf der eine Anzahl zentrifugaler pendelgewichte 214 drehbar vorgesehen sind, die normalerweise an einem Anschlag 215 ruhen, aber unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft an einen Anschlag 216 gepresst werden können, wenn die Drehgeschwindigkeit der Anschlagplatte 213 gross genug ist.
Wenn sich die Pendelgewichte in Richtung des Anschlage 216 bewegen, verschieben sie je ein zwische der Platte 212 und einer Anschlag auf der Stange 212a arbeitendes Andrückelement 217 gegen die Wirkung einer feder 219 und einer Druckfeder 218 (Fig. 2a).
Durch das Verschiben der Andrückelemente 217 versiebt sich die Andrückplatte 212, wodurch sie die Reibungsplatte 211 an die der Andrückplatte zugewandte Obcrfläclic des Schwungrades presst, wie bereits beschrieben, um die Reibungskupplung zwischen den Wellen 2 und 4 herzustellen.
Die Anschlagplatte 213 ist axial verschiebbar.
Die Federn 218 (Fig. 2a) prossen die Anschlagplatte 213 und di.e Andrückplatte 212 gegeneinander, und die Federn 218 pressen das Gefüge der Platten 212 und 213 an die Reibungsplatte 211, aber die wirkliche Lage der Anschlagplatte 213 gegenüber der Druckplatte 212 wird durch das Angreifen einer Anzahl von Entkupplungshebeln 220 mit einer Stange 221 bestimmt, die an der Anschlagplatte 213 befestigt ist. Diese Entkupplungshebel 220 sind mit je einem Drehpunkt 222 versehen, um den Hebel durch die Platte 213 (durch die Federn 219) nach linlcs gepresst wird (in der Zeichnung). Durch die in der Figur dargestellete Lage der Anschlagplatte 213 kann die Reibungskupplung der Reibungsplatte 211 mit dem der Anschlagplatte zugewandten Oberfläche des Schwungrades 204 nur durch Zentrifugalwirkung bewirkt werden.
Eine Buchse 224 ist derart angeordnet, dass sie axial längs der Welle 4 unter der Steuerung eines Gestänges 225 schieben kann, das hydraulisch erregt wird, wie nachstehend beschrieben. Diese Buchse 224 ist mit einem Anschlag 226 versehen, der von einem Arm 227 der Entkupplungshebel 220 angefasst wird. Der Anschlag 226 ist in den Lagern 228 rotierbar angeordnet. Wenn zuin Reichtsherumbewegen der Buchse 224 (in der Zeichnung) das Gestänge 225 erregt wird, können die Entkupplungshebel 220 hinsichtlich der neuen Stellung des Anschlages 226 rochtsherumdrehen, wobei die Federn 219 die Anschlagplatte 213 näher bei der Andrückplatte 212 bringen und an die Reibungsplatte 212 pressen, sogar wenn die Pendelgewichte 214 an ihrem Anschlag 215 ruhen. Die Federn 223 sorgen dafür, dass die hebel 220 und die Verbindungsstangen 221 nach wie vor nach der Platte 213 ruhen. Umgekehrt dreht sich der Entkupplungshebel 220 linksherum hinsichtlich der neuen Stellung des Anschlages 226, wenn das Gestänge 225 zum Linksbewegen der Buchse 224 (in der Zeichnung) erregt ist. Infolgedessen wird die Anschlagplatte 213 zusammen mit der Platte 212 von der Reibungsplatte 211 gegen die Wirkung der Anschlagfeder 219 weggezogen, sogar wenn die Pendelgewichte 214 am Anschlag 216 ruhen.
Die Schwungradkupplung 7 der Antriebsvorrichtung ; nach Fig. 1 kann gemäss Fig. 3 gebildet sein.
Diese Schwungradkupplung bildet die Kupplung zwischen der Welle 6 der festen Uebersetzung 5 und der Schwungradwelle 8. An dem nahe der Schwungradkupplung liegenden Ende wird die Welle 6 von Lagern 301 getragen, die in einem festen Teil 302 angeordnet sind. Dieses Ende der Welle 6 hat die Form eines ausgenommenen Flansches 303, an dem eine Endplatte 304 mit Bolzen (wie 305 und 306) befestigt ist.
Die Hauptlupplungzusammensetzung ist im Bereich zwischen dem Flansch 303 und der Endplatte 304 angeordnet. Diese Zusammensetzung enthält eine Flüssigkeitsdruckkammer 307, der Flüssigkeit aus einer Flüssigkeitsleitung 308 zugeführt werden kann, die mit der Kammmer 307 über eine ringförmige Nut 309, eine Bohrung 310 und eine Zentralbohrung in der Welle 6 ill Verbindung steht. Flüssigkeit in der Kammer 307 übt einen Druck auf eine mit einem Flansch versehene ringförmige Platte 312 gegen die Wirkung einer Feder 313 as, An der platte 312 ist ein Kolben 314 befestigt, dessen Ende an eine Hifsandrückplatte 315 stösst, die durch Federn wie 317 und 318 nicht mit einer Andrückplatte 316 im Eingriff steht.
Eine ringförmige Scheibe 319, die längs der Welle 8 axial verschiebbar ist und an der ringförmige Reibungskissen 320 und 321 an entgegengesetzten Seiten befestigt sind, ist an einem Zentralelement 332 befestigt, das mit einer Zentralöffnung 323 versehen ist, in die ein Endteil 324 der Welle 8 mit einem herabgesetzten Durchmesser steckt.
Am Zentralelement 321 ist weiter eine ringförmige Kupplungsplatte 325 befestigt, die mit einer zweiten ringförmigen Kupplungsplatte 326 zusammenarbeiten kann, die mit einem beweglichen Teil 327 einer Klauenkupplung verbunden ist. Der Teil 327, der längs der Welle 8 axial verschiebbar ist, enthält einen zentralen zylindrischen genuteten Rohrteil 328, in dem sich ein zweiter verzahnter Teil 329 mit herabgesetztem Durchmesser der Welle 8 erstreckt. Zwei Feder/Stift-Zusammensetzungen 330 und 331 pressen den beweglichen Teil 327 in Richtung eines äussersten festen Teiles 332 der Klauenkupplung.
Zwischen den beiden Teilen 327 und 332 sind zwei (oder mehrere) Zentrifugalanordnungen angeordnet, die je ein Walzenpaar Motor Kugelpaar 332 und 334 enthalten, die durch ein Gewicht 335, das von einer Feder 336 in Richtung der Welle gepresst wird, getrennt werden. Neben der Schwungradkupplung ist ein Lager 327 für den Teil der Welle 8 mit dem Hauptdurchmesser angeordnet. Dieses Lager 337 ist an einem festen Befestigungsteil 338 befestigt.
In der Ruhelage der Schwungradkupplung (wie in der Zeichnung dargestellt), die bei Nichtvorhandensein von Flüssigkeitsdruck in der Flüssigkeitsleitung 308 auftritt, und wenn die Drehzahl der Welle 6 unter einem spezifierten Wert liegt (z.B. ein Wert entsprechend einer Drehzahl der Kurbelwelle des Motors von 1500 Umdrehungen pro Minute, ist die Kupplung völlig entkuppelt so dass die Wellen 6 und 8 nicht gekuppelt sind. Wenn sich die Welle 6 dreht, erzeugt die Flüssigkeit in der Kammer 307 eine Zentrifugalkraft. Diese Zentrifugalkraft wird auf die Platte 312 ausgeübt, aber die von der Feder 313 auf die Platte 312 ausgeübte entgegengesetzt Kraft ist grösser als diese Zentrifugalkraft, bis die Drehzahl der Welle 6 den spezifizierten Wert Übersteigt. Wenn die Zentrifugalkraft (Flüssigkeitsdruck) die Kraft der Feder 313 übersteigt, verschiebt diese Kraft die Platte 312 derart, dass der Kolben 314 die Hilfsanschlagplatte 315 verschiebt. Durch diese Verschiebung werden die Federn 317 und 318 zusammnegepresst, wodurch sie eine beschränkte Kraft ausüben, um die Andrückplatte 316 so zu verschieben, dass die Reibungsplatten 320 und 321 zwischen die Andrückplatte 316 und die Endplatte 314 eingeklemmt werden, um eine Reibungskupplung zwischen den Wellen 6 und 8 zu erzeugen.
Eine Reibungskupplung bei vollem Moment zwischen den Wellen 6 und 8 wird durch die Zufuhr von Flüssigkeitsdruck zur Kammer 397 aus der Flüssigkeits leitung 308 erhalten. Unter dem Einfluss dieses Flüssig keitsdruckes wird die Platte 312 so eit verschoben, dass das äusserste Ende ihres Flansches mit einer Hauptanschlagplatte 339 kontaktiert und ihn danach entgegen dem Druck verschiebt, der durch Federn 340 und 341 ausgeübt wird. Das Ende des Kolbens 314 wird zusammen mit der Hilfsanschlagplatte 315 auch an die Andrückplatte 316 gedrückt. Auf diese Weise verschiebt die Hauptanschlagplatte 339 über die Hilfsauschlagplatte 315 die Andrückplatte 316 derart, dass die Reibungsplatten 320 und 321 mit voller Kraft zwischen die Druckplatte 316 und die Endplatte 304 eingeklemmt werden und auf diese Weise die Reibungskupplung bei vollem Moment zwischen den Wellen 6 und 8 erzeugen.
Wenn die Drehzahl der Welle 8 einen spezifizierten Wert übersteigt, was bedeutet, dass die Drehzahl des schwungrades 9 (Fig. 1) viel zu hoch ist, wird in jeder Zentrifugalanordnung das Gewicht 335 aus seiner Lage zwischen dem Walzen- oder kugelpaar 333, 334 durch eine Zentrifugalkraft entfernt, die grösser ist als die von der Feder 336 ausgeübte Kraft. hierdurch können die Kugeln oder Walzen 333, 334 auswärts in eine Stellung bewegt werden, in der sie in AusnehmunGen 342 bzw. 343 eintreten, so dass die zwei Teile 330 und 331 den be.
weglichen Teil 327 in Richtung des unbeweglichen Teiles 332 der Klauenkupplung bewegen können. Hierdurch gibt die Kupplungsplatte 326 die Kupplungsplatte 325 frei, um die Welle 8 von der Welle 6 zu entkuppeln.
Die feste Uebersetzung 5 der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 kaiin sehr einfach, wie in Fig. 1 dargestellt wird, ein Uebersetzungsplattem mit einem Verhältnis 3 : 1, welches System aus zwei Zahnrädern 401 und 402 besteht, und ein System von Kegelrädern enthalten, das aus zwei Kegelrädern 403 und 404 besteht. Das grosse Zahnrad 401 der Uebersetzung ist mit der Welle 4 verbunden, die mit der Welle 10 dirckt verbunden ist.
Das kleinere Zahnrad 402 ist mit einer Nebenwelle 405 verbunden, an der gleichfalls das Kegelrad 403 befestigt ist. Das andere Kegelrad 404 ist an der Welle 6 zur Schwungradkupplung 7 befestigt. Die Lager für die Wellen 406 und 407 sind mit der Ziffer 4061 bezeichnet.
Die stufenlos einstellbare Uebersetzung 11 der An-l.riebsvorrichtung nach Fig. 1 ist in Fig. 5 dargestellt. Das Walzensystem 12 der Uebersetzung 11 enthält einen ersten Walzensatz, der aus drei Scheibenwalzen 501, 502 und 502t besteht und zwischen Toroidalflächen 503, 505, bzw. 504, 506 aufgenommen ist, und einen zweiten Satz von drei Scheibwnwalzen 507, 508, 508', der zwischen Toroidalflächen 509, 511 bzw. 510, 512 aufgenommen ist.
Die Torroidalflächen 503 und 505 sind auf einem ersten Eingangsantriebselement 513 angeordnet, das auf der Eingangswelle 10 (Fig. 1) des Walzensystems 12 befestigt ist. Auf entsprechende Weise sind die Toroidalflächen 510 und 512 auf einem zweiten Eingangsantriebselement 514 gebildet, das gleichfalls an der Eingangswelle 10 befestigt ist. Die anderen Toroidalflächen 504, 506 und 509, 511 sind auf einem Ausgangsantriebselement 515 gebildet, das gegen die Welle 10 drehbar ist. Die Lagen der Kontakt punkte jeder Schweibenwalze mit den damit zusammenarbeittenden Toroidalflächen bestimmen das Uebersetzungsverhältnis des Walzensystems. Abhängig vom Winkel der Scheibenwalzen kann das Uebersetzungsvorhältnis eine Reduktion oder eine Vergrösserung bedeuten. Der erforder liche Winkel der Scheibenwalzen wird durch eine geringfügige Verschiebung der Wellen ihrer mit 516 bezeichneten Träger erhalten. Diese Vorschiebung wird durch Flüssigkeitsdruck erzeugt. Für diese Erfindung ist es nicht notwendig, die Träger 516 ausführlich darzustellen oder zu beschreiben; kurzgefasst kann werden, das.
jeder Träger mit Hilfe einer Schwenkkupplung mit einem Schenkel eines Kipphebels 536 verbunden ist, der sich um einen Stift drehen kann, der durch einen Schenkel eines gemeinsamen festen Speichenkreuzes getragen wird.
Sich inwärts erstreckende Schenkel der Kipphebel 536 sind in Leitern eines gemeinsamen Regelelementes geführt, das axial mit Hilfe von Flüssigkeitsdruck verschoben werden kenn, um den Winkel der Scheibenwalzen zu regeln.
Dieser Typ stnfenles einstellbarer Uebersetzung, die als die Perbury-Uebersetzung bekannt ist, ist in "Perbury Continuously Variable Ratio Transmission", Advances in Automobile Engineering (Part II), July 1963, Seiten 123-139 beschrieben. Dieser Typ stufenles einstellbarer Uebersetzung ist gleichfalls in der britischen Patentschrift Nr. 1 078 791 beschrieben.
Ein Element 517 ist mit dem gemeinsamen Regelelement gekuppelt. Dieses Element 517, das ein Reaktionsmoment überträgt, das der Summe des eingehenden und ausgehenden Momentes der Walzensysteme proportional ist, kann durch Flüssigkeitsdruck verschoben werden, um den Winkel der Scheibenwalzenträger nachzustellen. Dieser Flüssigkeitsdruck wird hinter den Enddruckraftzylindern 519 und 520 über eine Flüssigkeitsdruckverbindung 518 eingeführt.
Die Gesamtverhältnisänderung des Walzensystems 12 beträgt ungefähr zur 1. Um den wirksamen Gesamtverhältnisbereich der Uebersetzung 11 zu erweitern, so dass eine Daueränderung zu einer Vorwärtsgeschwindigkeit gleich Null ermöglicht wird (und gleichfalls eine Rückwärtsgeschwindigkeit), ist die Epizikelübersetzung 13 angeordnet.
Die Kombination bietet gleichfalls den Vorteils dass die Drehrichtung der antriebswelle 14 des Fahrzeugs (Fig. 1) der Drehrichtung der Welle 10 angeglichen wird, ohne dass sich eine weitere Ubersetzung erforderlich macht. Wenn nur das Walzensystem verwendet werden würde, würden diese zwei Wellen entgegengesetzte Drehrichtungen haben.
D;epiz:LJ'elübersctzung 13 der Uebersetzung 11 enthält ein Sonnenrad 521, einen Planetenradträger 522 und einen Zahnradrung 523. Der Planetenradträger 522 trägt Planetenräderpaare 524, 525, die u.a. eine nicht umkehrende Antreibung über die Epizikelübesetzung 13 schaffen (diese Anordnung der Epizikelübersetzung 13 ist gleichfalls in Fig. 5a dargestellt. Zusammen mit der Epizikelübersetzung 13 sind drei Kupplungen 526, 527 und 528 und eine Bremskupplung 529 angeordnet, die je zur Erregung durch Flüssigkeitsdruck betätigt werden.
Flüssigkeitsdruckleitungen 530 bis 533 führen diesen Kupplungen Flüssigkeitsdruck zu.
Das Ausgangsantriebselement 515 ist ununterbrochen mit dem Planetenradträger 522 über ein Element 534 verbunden. Die Eingangswelle 10, die die eingangsantriebselemente 513 und 514 trägt, kann mit einer Welle 535 gekuppelt werden, an der das Sonnenrad 521 befestigt ist, was mit Hilfe der Kupplung 526 erfolgt. Die Kupplung 528 kann die Welle 535 des Sonnenrades iii"'t der Ausgangswelle 14 der stufenlos einstellbaren Ubersetzung kuppeln, und mit Hilfe der Kupplung 527 lässt sich der Zahnring 524 an diese Ausgangswelle 14 kuppeln. Die Bremskupplung 529 kann den Zahnring 523 abbremsen. Die Epizikelübersetzung 13 hat eine Gesamtübersetzungsreduktion von etwa 2 bei einer Festanordnung des Planetenradträgers 522. Dieses Gefüge von Epizikelübersetzung und Kupplungen ist mit weiteren Einzelheiten in den Fig. 5b und 5c dargestellt, die nachstehend beschrieben werden.
Die Fig. 5b und 5c stellen zwei verschiedene Betriebsarten I und II der stufenlos einstellbaren Ubersetzung dar. Bei der Betriebsart y nach Fig. 5b sind die Kupplungen 526 und 527 derart erregt, dass die Eingangswelle 10 mit dem Sonnenrad 521 (SI) und die Ausgangswelle 14 mit dem Zahnring 523 (RO) verbunden ist.
Die Kupplungen 528 und 529 sind nicht erregt. Bei einem Epizikelübersetzungsverhältnis von 2 und einem Uebersetzungsverhältnisbereich von 0,25 bis 1,5 am Walzensystem 12 ändert sich das Gesamtübersetzungsverhältnisder stufenlos einstellbaren Uebersetzung 11 bei dieser Betriebsart (I) von einem Vorwätsvorhältnis von 0,33 beim Uebersetzungsverhältnis von 0,33 des Walzensystems, durch Null bei einem 1 : 1-Verhältnis des Walzensystems, zu einem Naximalverhältnis von 0,25 in der umgekehrten Richtung bei einem Uebersetzungsverhältnis des Walzensystems von 1,5. Diese Betriebsart 1 ist deshalb zum Starten und zum Rückfahren geeignet Bei der Betriebsart II nach Fig. 5c ist der Bereich der Gesamtvorwärtsübersetzungverhältnis se erweitert, wobei die Kupplungen 527 und 526 entkuppelt und die Kupplungen 528 und 529 erregt sind. Die Aust;an£swelle 14 ist jetzt mit dem Sonnenrad 52t (SO) verbunden und der Zahnring 523 wird gebremst (RB). Bei dieser Betriebsart II arbeitet die Epizikelübersetzung als eine umgekehrte 1 : 1-Uebersetzung, se dass das Gesamtübersetzungsverhältnis der stufenlos einstellbaren Uebersetzung jetzt von einem Vorwärtsverhältns von 0,33 nach einem Vorwärtsverhältnis von 1,5 ändert, je nachdem sich das Walzensystem im gleichen Verhältnisbereich ändert.
Auf diese Weise kann eine Synchronumschaltung zwischen den Betriebsarten X und II bei einem Uebersetzungsverhältnis des Walzensystems von 0,33 erhalten werden.
Fig. 5d verahschaulicht die graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Gesamtübersetzung verhältnis OGR und dem Uebersetzungsverhältnis RAGR des lfalzensystems. Die Gerade Mol stellt das Verhältnis während der Betriebsart I urid die Gerade MoII das Verhältnis bei der Betriebsart II der. Gesamtübersetzungsverhältnisse OGR unter der O-O-Achse sind Rückwärtsverhältnisse und die Verhältnisse über dieser Achse sind Vorwärtsverhältnisse. Der Punkt X ist der Uebergangspunkt zwischen den Betriebsarten I und II beim Walzensystemverhältnis 0,33.
Fig. 6 zeigt ein elektromagnetisch geregeltes hydraulisches Drucksystem für die Antriebsvorrichtung nach Fig. 1. Dieses System enthält einen Flüssigkeitsbehälter 60, aus dem Flüssigkeit mit JIilfe einer Pumpe 602 gepumpt wird; diese Flüssigkeit wird einer Flüssigkeitsruckleitung 603 über ein Einwegventil 604 zugeführt. Die Pumpe 602 wird (auf eine bekannte, nicht dargestellte Weise) durch die Eingangswelle zur stufenlos einstellbaren Uebersetzung 11, vorzugsweise mechanisch getrieben. Ein Druckakkumulator 605, der mit der Druck leitung 603 verbunden ist, dient zum Speichern eines Restdruckes der Flüssigkeit, der beim Starten der Antriebsvorrichtung benutzt wird. Der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 603 wird durch die selektive Erregung von Magnetventilen zum Steuern aller Kupplungen und des Uebersetzungsverhältnisses des Walzensystems selektive benutzt.
Die Flüssigkeitsleitungen 530 bis 533 für die vier Epizikelkupplungen wird mit einem Flüssigkeitsdruck aus der Druckleitung 603 über Ventile 606 bis 609 bzw. entsprechende Magnetventile 610 bis 613 gespeist.
Jedes dieser Magnetventile ist normalerweise durch die Feder sp geschlossen und wird durch das Erregen seines Magneten so geöffnet. Ein Regelsignal Gm1 erregt die zwei Ventile 610 und 611, um die Kupplungen 526 und 527 der Betriebsart I zu erregen, und ein Steuersignal Gm2 erregt die zwei Ventile 612 und 613, um die Kupplungen 528 und 529 der Betriebsart II zu erregen. Auf entsprechende Weise wird die Flüssigkeitsleitung 308 (Fig. 3) für die Schwungradkupplung mit Flüssigkeitsdruck aus der Druckloitung 603 über, ein Beschränkungsventil 614 und ein Magnetventil 615 gespeist, das normalerweise unter der Wirkung einer Feder sp geschlossen ist und durch Erregung seines Magneten so mit Hilfe eines Steuersignals Fc zum Erregen der Schwungradkupplung geöffnet wird. Zum Betätigen des Gestänges 225 (Fig. 2) der Motorkupplung ist ein Hydromotor 616 angeordnet, der über zwei Druckbegrenzungsventile 617 und 618 und zwei umschaltbare Magnetventile 619 und 620 selektiv mit Flüssigkeit gespeist wird. Der Motor 616 enthält zwei Kolben 621 und 622, wobei der Kolben 621 mit einer Stange 225a und der Kolben 622 mit einem unbeweglichen Träger 623 verbunden ist.
Diese zwei Kolben 621 und 622 sind in Flüssiggkeitskammern 624 bzw. 625 angeordnet, die sich in einem Gehäuse 626 befinden, das in bezug auf das Tragelement 623 (in axialer Richtung der Stange 225a) bewegbar ist.
Federn G27 und 628 sind zwischen die Kolben 621 und 622 und das Gehäuse 626 aufgenommen. Die Feder G28 ist kräftiger als die Feder 627, so dass, wenn keine Flüssigkeit dem Motor 616 zugeführt wird, das Gehäuse 626 nach rechts verschoben wird (in der Zeichnung) und den Kolben 621 mitnimmt, um dafür zu sorgen, dass die Stange 225a das Gestänge in die Stellung bringt, in der die Motorkupplung nicht erregt ist. Beim Betrieb des Flüssigkeitsdrucksystems kann sich durch den unerregten (federbelasteten) Zustand-der Magnetventile 619 und 620 der gleiche Flüssigkeitsdruckes $Kammer 624 und 625 Über die betreffenden Verbindungen 629 und 630 aufbauen, so dass die entkuppelte Stellung der Motorkupplung dadurch nicht beeinflusst wird. , Zum hydraulischen Erregen der Motorkupplung wird das Magnetvcntil 620 mit Hilfe eines Steuersignals Ec1 erregt, wodurch Flüssigkeit in die Kammer 625 Über eine Flüssigkeitsieitung 631 einströmt. Infolgedessen wird das Gehäuse 626 nach links verschoben, wobei der Kolben 622 fest bleibt und der Kolben 621 dem Gehäuse unter der Wirkung der Feder 627 und des Flüssigkeitsdruckes in der Kammer 624 folgt, wodurch die Stange 225a das Gestänge 225 in die Stellung zum Erregen der Motorkupplung führt. Zum hydraulischen Entkuppeln der Motorkupplung wird das Magnetventil 619 mit Hilfe eines Steursignals Ec2 erregt, wodurch Flüssigkeitsdruck in die Kammer 624 über eine Flüssig keitsleitung 632 eintritt. Infolgedessen verschiebt sich der Kolben 621 nach rechts entgegen der Weirkung der Feder 627, so dass die Stange 225a das Gestänge 225 in die nicht erregte Stellung für die Motorkupplung bringt.
Der Momentreaktionshebel 517 (Fig. 5a) für das Walzensystem 12 ist mit einem Momentreaktionskolben 633 verbunden, der verschiebbar in einer Flüssigkeitsdruckkammer 634 angeordnet ist, in der Flüssigkeitsdruck an beiden Seiten des Kolben> G33 durch ein Magnetventil 635 über Flüssigkeitsdruck 636 bzw. 637 zugeführt werden kann. Ein Regelsignal Gm3 erregt das Magnetventil 635, um den Flüssigkeitsdruck am Kolben 633 auszugleichen, wodurch die Richtung des vom Momentreaktionshebel 517 gelieferten Drehmoments umgekehrt wird. er faktische Wert des der Kammer 634 zugeführten Flüssigkeitsdruckes wird durch Proportionalerregung eines Magnetventils 638 entsprechend dem Wert eines Momentregelsignals T'r bestimmt. Ein Momentreaktinssignal Tra wird durch einen Drucktransduktor 639 erzeugt, der den Flüssigkeitsdruck am Kolben 633 misst. Um zu vermeiden, dass das Magnetventil 638, das faktisch ein Flüssigkeitsdruckentladeventil ist, eic zu grosse Flüssigkeitsmenge aus der Druckleitung 603 entlädt, wenn nur ein niedriger Flüssigkeitsdruck in der Kammer 634 erforderlich ist, ist ein regelbares Druckbegrenzungsventil angeordnet, das auf eine derartige Weise mit dem Ventil 638 mechanisch verbunden ist, dass, je nachdem das Ventil 638 zum "Entlassen" von Flüssigkeitsdruck weiter geöffnet ist, dieses Ventil 640 weiter geschlossen wird.
Die Regelsignale Gm1, Gm2, Gm3, Fe, Ec1, EC2 und T'r und ein Motordrosselsignal Rt werden von einer Regelschaltung der Antriebsvorrichtung gelfert und das Signal Tra gelangt an die Regelschaltung zusammen mit weiteren Signalen, die die Drehzablen der Wellen die Bremsstellung, die Beschleunigerstellungen und die Regelprogramwahl darstllen. Fig. 1 zeigt die Gesamtzusammensetzung den Antriebsvorrichtung und gleichfalls das herleiten und den Gebrauch dieser Signale.
Auf den Wellen 2, 8, 10 und 14 sind die Zahurädor 18, 19, 20 bzw. 21 montiert. Transduktoren 19', 20' und 21' sind mit den entsprechenden gezahnten Federn 18 bis 21 verbunden. Jedes gezahnte Rad und der zugehörige Transduktor arbeiten zusammen, i-i;' ein elektrisches Signal zu licfern, dessen Frequenz die Drecheschwindigkeit der betreffenden Welle darstellt.
Diese elektrischen Signale werden entsprechenden Frequenz/ Gleichstromwandlern 22, 23, 24 und 25 zugeführt, die analoge Spannungs/Geschwindigkeitssignale erzeugen, die mit We, Wf, Wp bzw. Wd bezeichnet sind. Im falle des Geschwindigkeitssignals Wf wird das elektrische Signal des Transduktors 23 zunächst einer Schaltung 23' zugeführt, die die Frequenz durch 3 teilt, wodurch das Ge-Schwindigkeitssignal Wf zuden anderen Geschwindigkeitssignalen WC> Wp und Wt in Zusammenhang gebracht wird; dies ist eine bequeme Weise zur Berücksichtigung des 3 : 1 Verhältnisses der festen Uebersetzung 5.
Die elektronische Regelschaltung der Vorrichtung, die durch das Rechteck 27 dargestellt wird, empfängt die Geschwindigkeitssignale We, Wf, Wp und Wd, Die Vorrichtung enthält weiter ein einem Gaspedal 27 des Fahrzeugs zugeordnetes Potentiometer 28, das all seinen Anzapfungspunkt 29 eine Spannung liefert, die entsprechend der Nachstellung des Gaspedals 27 schwankt. Nach der Verstärkung durch einen Verstärker 30 erzeugt diese Spannung ein Regelsignal Ra, das das Ausmass der Nachstellung des Pedals 27 angibt, und der Regelschaltung 26 zugeführt wird. Auf entsprechende Weise arbeitet mit einem Bremspedal 31 des Fahrzeugs ein Drucktransduktor 32 zusammen, der an seinen An zapfungspunkt 33 eine Spannung liefert, die mit dem Ausmass der Erregung des Bremspedals 31 schwankt. Letztgenannte Spannung bildet nach der Verstärkung durch einen Verstärker 34 ein Regelsignal Rb, das das Ausmass der Erregen; des Bremspedals 31 darstellt und der Regelschaltung 26 zugeführt wird Eine Drossel 35, die entsprechend ihrer Stellung die Menge der Luft-Bezinmischlung regelt, die dem Motor 1 zugeführt wird, ist nicht direkt mit dem Gaspedal 27 verbundenen, wie es bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug der Fall ist. Stattdessen wird die Stellung der Drossel 35 durch einen Servomotor 36 über eine Uebersetzung 37 in Beantwortung des Ausgangssignals eines Servoverstärkes 38 bestimmt. Der Anzapfungspunkt 40 eines Potentiometers 39 ist mit der Drossel 35 verbunden, uni eine Spannung zu liefern, die entsprechend der Stellung der Drossel 35 schwankt. Diese Spannung bildet ein Regelsignal Trp, das die momentane Stellung der Drossel angibt. Dieses Regelsignal Rtp gelangt an einen Eingang des Sevoverstärkers 38, um die Stellung der Drossel zu fixieren. Lie Einstellung der Drossel wird mit Hilfe eines Regelsignal Ri geändert, das von der Regel schaltung 26 einem' zweiten Eingang des ervoverstärkers 38 zugeführt wird.
Ein Programmwachlschalter 4 1 liefert eines von sechs möglichen Wahl signale entsprechend einer der Stellungen 1 bis 6 seines Wahlarmes 42. Eines der Wahlsignale (S) signalisiert eine "Start"- oder Neutralstellung; Ein anderes Signal (R) signalisiert eine "Rückwärtsstelung" und die übrigen vier Signale (N, P, EP und LL) stellen die Wahl der verschiedenen Regelpreogramme dar. Nach dem Auswählen werdemn diese Wahlsignale der Schaltung 26 zugeführt. Die entsprechenden Blockierungssignale S, R, N, P, EP oder LL werden der Regelschaltung 26 zugeführt, wenn das entsprechende Wahlsignal nicht ausgewällt ist.
Das Uebersetzungsverhältnis des Wahlsystems 12 der stufenlos einstellbaren Uebersetzung 11 wird, wie bereits beschrieben, durch hydraulischen Druck eingestellt, Der Wert dieses hydraulischen Drucks wird von der Schaltung 26 mit Hilfe des Regelsignals T'r bestimmt, das über einem Verstärker 43 zum Erregen des Nagneten so des Entladeventils 638 zugeführt wird, das den hydraulischen Druck einstellt. Das Nomentreaktionssignal Tra, das vom Flüssigkeitsdrucktransduktors 639 geliefert wird, und die Einstellung des Uebersetzungsverhältnisses darstellt, wird der Schaltung 26 über einen Verstärker 44 zugeführt. Das Regelsignal Gm3 wird ab der Schaltung 26 überf einem Verstärker 45 dem Magneten so des Weichenventils 635 zugeführt, das die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment auf das Walzensystem 12 ausgeübt wird.
Die vier elektromagnetisch bedienten Kupplungen 526, 527, 528 und 529 Epizikelübersetzung 13 der stufenlos einstellbaren Uebersetzung 11 werden paarweise bedient, um die Epizikelübersetzung 13 für eine oder die andere der zweite erwähnten Konfigurationen einzustellen. Die Magneten so der Ventile 610 und 611 zum Betätigen der Kupplung 526 und 527 wird vom Regelsignal Cm1 bedient, das über die betreffenden Verstärker 46 bzw. 47 zugeführt wird, und die Magneten so der Ventile 612 und 613 zum Betätigen der Kupplungen 528 und 529 werden vom Regelsignal Gm2 betätigt, das über den Verstärker 48 bzw. 49 zugeführt wird.
Das Regelsignal Fe zum Erregen der Schwungradkupplung 7 kommt über einen Verstärker 50 an, um den Magneten so des Ventils 615 zu erregen. Die Regelsignale Ec1 und Ec2 für die Motorkupplung 3 kommt über den Verstärker 51 bzw. zum Erregen der Magnetventile 620 und 619 an.
Nachstehend wird eine detalierte Beschreibung der Regelschaltung 26 gegeben. Es gibt drei verschiedene Betriebsarten für die Antriebsvorrichtung, und zwar die Betriebsarten "Motor allein", Schwungrad allein" und "Schwungrad + Motor". Einfachheits halber werden nachstehend diese Betriebsarten als die Betriebsarten, die Betriebsart F und die Betriebsart F+E bezeichnet.
Die Bedingungen, die bestimmen, wenn eine Aenderung der Betriebsart (z.B. F+E->F) erfolgen muss, sind für die verschiedenen Regelprogramme verschieden. Jeder Punlct, bei dem eine Aenderung der Betriebsart eintritts ist ein bestimmter Richwert für die Drehzal des Schwungrades, der eine Funktion des Regelprogramms ist, das abhängig von der verschiedenen durch die Regelschaltung für die verschiedenen Regelprogramme durchzuführenden Regelstrategien ausgewählt wird. Jeder Betriebsartänderungspunkt wird gleichfalls zu einer Funktion der Leistung (positiv oder negativ) gemacht, die von einem Fahrer ge:Üiischt wird, wie durch Betätigung des Gaspedals oder des Bromspedals angegeben wird, so dass es etwas weniger willkürlich sein wird, da dem Fahrer einige direkte Kontrolle darüber gegeben wird, je nachdem er seite Leistungsanforgerungen variiert. Jeder Betriebsartübergangspunkt ist ausserdem eine Funlction der Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinkt, eine niedrigere Motordrehzahl möglich ist, was selbstverständlicher ist. Auch kann eine bestimmte Energiemenge des Schwungrades länger angewandt werden.
Hystere ist eingebaut, um zu gewährleisten, dass eine Aenderung der Betriebsart nicht unmittelbar von einer entgegengesetzten Aenderung gefolgt werden kann.
Bei jedem Regelprogramm müssen für jede Betriebsart die Entscheidungen der Regelschaltung spezifiziert werden, auch dann, wenn ein Zustand vielleicht normalerweise nicht innerhalb dieses Programms auftreten kann. Dies muss so sein, weil der Fahrer vielleicht auf dieses Programm umgeschaltet haben kann, während der betreffende Zustand herrscht.
Die unterschliedlichen Regeiprograinme, die ausgewählt werden können, sind das Normalprogramm (N), bei dem der Motor mit einer ziemlich hohen Leistung verwendet oder nicht verwendet wird (der Motor dreht im Leerlauf), das Leistungsprogramm (P), bei dem der Motor zum grössten Teil der Zeit verwendet wird und das Schwungrad möglichst nahe einer vorbestimmten Maximaldrehzahl gehalten wird, das Zusammenleistungsprogramm (EP), das dem Leistungsprogramm (P) ähnelt, aber bei dem das Schwungrad jederzeit nahe seiner Maximaldrehzahl betrieben wird, und ein Niederbelastungsprogramm (LL) bei dem das Schwungrad nicht mehr verwendet wird, wenn die darin gespeicherte Energie verbraucht ist.
Bevor eine detaillierte Beschreibung der vollständigen Regelstrategie mit Hilfe der verschiedenen Regelprogramme gegeben wird, wird zunächst das Diagramm nach Fig. 7 betrachtet, das nur die Grundstrategie darstellt, die bei einer einfachen Verwirklichtung der Erfindung verwendet werden.
Die unterschiedlichen Logikblöcke des Diagramms nach Fig. 7 haben die Bedeutung, die darin angegeben ist. Das "1"-Ausgangssignal jedes Logikblocks stellt eine Antwort "ja" und ein "O"-Ausganssignal jedes der Logikblöcke eine Antwort "nein" dar. Die Regelstrategie die iLq Diagramm dargestellt ist hat die Aufgabe, den Motor in seinem Bereich zu verwenden, wobei er eine Mindest-Kraftstoffmenge in der Betriebsart F+B verwendet und wenn sich das Schwungrad aufgeladen hat, auf die Betriebsart F umzuschalten, bei der der Zyklus wiederholt wird, wenn sich das Schwungrad enthalten hat. Man muss jedoch mehrere Bedingungen berücksichtigen, und die Notwendigkeit all dieser Bedingungen und der sich daraus ergebenden Entscheidungen, lässt sich am besteht verstehen, wenn man davon ausgeht, dass die Vorrichtung zunächst in der Betriebsart F arbeitet> wie tich den Block 701 dargestellt.
Die Bedingung 1(Wf > Wf1) im Logikbock 702 bestimmt, ob die Drehzahl Wf des Schwungrades ihren niedrigen Wert Wf1 erreicht hat oder nicht; bci diesem niedrigen Wert wird angenommen, dass sich das Schwungrad entladen hat. Da der Motor dabei zum Beschleunigen des Schwungrades von dieser niedrigen Drehzahl auf seine hohe Drehzahl Wfh verwendet wird, wobei aufgenommen wird, dass sich das Schwungrad aufgeladen hat, trird der Wert von Wf1 derart gewählt, dass er einer Motordrehzahl entspricht, die niedriger ist als die Drehzahl, bei der der spezifische Mindestkraftstoffverbrauch auftritt.
Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann, wegen des beschränkten Uebersetzungsbereiches der stufenlos einstellabren Uebersetzung, ein höherer Wert für WP1 notwendig sein. Wenn der Logikblock 702 ein "1"-Ausgangssignal liefert, wird die Motorkupplung erregt, um dem Uebergang F -> F+ E, wie durch den Block 703 dargestellt, zu bewirken, so dass die Vorrichtung iii der Betriebsart F + E arbeitet. Wenn der Logikblock 702 ein "O"-Ausgangssignal lichert, wird die Betriebsart F unter Berücksichtigung der Bedingung 2 aufrechterhalten.
Die Bedingung 2(Wf > Wfm) gemäss dem Logikblock 704 bestimmt, ob Wf grösser ist als Wfm oder nicht, was die maximale Nenndrehzals des Schwungrades darstellt.
Diese Bedingung ist eine Sicherheitskontrolle zur Vermeidung zu hoher Drehzahlen des Schwungrades während des für längere Zeit rekupperativen Bremsens bei langen Talfahrten. Wenn der Logikblock 704 ein "1"-Ausgangssignal erzeugt, wird die Motorkupplung erregt, um den Uebergang F ->F + E zu bewirken und zum Verzögern des Schwungrades motorisch abzubremsen. Wenn der Logikblock 704 ein "O"-Ausgangssignal liefert, wird die Betriebsart F aufrechterhalten.
Davon ausgehend, dass die Bedingung 1 oder die Bedingung 2 einen Uebergang zur Betriebsart F+E bewirkt hat, bestimmt die Bedingung 3 (Wf < Wfm-300) gemäss dem Logikblock 705, ob Wf (noch) näher bei Wfm liegt oder nicht. Wenn der Logikblock 705 ein "1"-Ausgangssignal liefert, wird die Betriebsart F+E aufrechterhalten. Der -300-Tcrm der Bedingung 3 bewirkt Hysterese zur Vermeidung einer zwischenzeitlichen Rückkehr zur Betriebsart F, die eintreten würde, wenn Wf nur mit Wfm unter der Bedingung 3 verglichen würde. Wenn der Logikblock 705 ein "O"-Ausgangssignal liefert, werden die Bedingungen 4 (Wf < WF1), die im Block 706 dargestellt ist, bestimmt, ob sich das Schwungrad bereits entladen hat ("1"-Ausgangssignal) oder nicht ("0"-Ausgangssignal), und die Bedingung 5 (Tc > Wf/Wd Teh), die ii Logikblock 707 dargestellt ist, bestimmt bei einem entladenen Schwungrad, ob seine Drehzahl bereits absinken würde ("1"-Ausgangssignal) oder nicht ("0"-Ausgangssignal), wenn die Betriebsart F+E aufrechterhalten würde. Ein "0"-Ausgangssignal unter der Bedingung 4 hält die Betriebsart F+E unter der Bedingung 6 aufrecht. Die Bedingung 5 wird mit der Bedingung 4 kombiniert, um die Betriebsart F+E aufrechtzuerhalten ("0"-Ausgangssignal), wenn nur der Motor das Schwungrad beschleunigen kann, was zum Aufladen des Schwungrades nach einem Uebergang von einer der anderen zwei Betriebsarten mit einem entladenen Schwungrad erforderlich ist.
Der Term Tc, in der Bedingung 5 stellt im Zusammenhang mit dem Moment die Leistung dar, die die Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Fahrzeuges liefern muss.
Das Herleiten dieses Termes Tc wird nachsteijend beschrieben. Der Term Teh in der Bedingung 5 stellt das höchste Moment dar, das vom Motor geliefert werden muss, wobei Teh nahe dem maximal möglichen Motormoment liegt.
Das Produkt von Teh und Wf/Wd stellt das Antriebswellenmoment dar, das vom Motor bei seinem hohen Momentwert Teh bei der herrschenden Schwungraddrehzahl geliefert werden kann (also auch Motordrehzahl). Bei einem "1"-Ausgangssigmal des Logikbloks 707 wird deswegen die Schwungradkupplung entkuppelt, um dcem Uebergang F+E > E auszulösen, wie im Block 708 dargestellt, wodurch die Vorrichtung in der Betriebsart E gemäss dem Block 709 arbeitet. Ohne diesen Uebergang würde die Schwungraddrehzahl (und die Motordrehzahl) weiter zum Absinken neigen und bei einer Bergfahrt würde der Motor schliesslich versagen. Dieser Uebergang ermöglicht also die Beschleunigung des Motors, so dass er eine grössere Leistung liefern kann. Die Bedingung 5 kann alternativ in bezug auf die Schwungradbeschleunigung ausgedrückt werden (d.h. #Wf/#t < 0), um die gewünschte Information direkt zu liefern.
Die Bedingung 6 (Wf < Wfh), die im Logikblock 710 dargestellt ist, bestimmt, ob das Schwungrad seine hohe Drehzahl Wfh erreicht hat oder nicht. Diese Bedingung führt die Grundregelstrategie dadurch aus, dass das "1"-Ausgangssignal des Logikblocks 710 die Betriebsart F+E aufrechterhält, bis sich das Schwungrad aufgeladen hat. Wenn sich das Schwungrad aufgeladen hat, so dass der Logikblock 7 ein "0"-Ausgangssignal liefert, wird die Motorkupplung zum Erhalten des Uebergangs F+E ->gemäss dem Block 711 entkuppelt. Wfh darf höher sein als die Motordrehzahl, wobei ein spezifischer Mindestkraftstoffverbrauch auftritt, z.B. 2Wf1, was bei der Betriebsart F der Verbrauch von 75% der Schwungradenergie ermöglichen würde.
Wenn davon ausgegangen wird, dass der Uebergang F+E#E erfolgt ist, so dass die Vorrichtung in der Betriebsart E arbeitet, bestimmt die Bedingung 7 (Wf < Wf1-400).
gemäss dem Logikblock 712, ob das Schwungrad wieder eingeschaltet werden kann (synchron), ohne dass die Motordrehzahl für einen annehmbaren geschmeidigen Uebergang zu niedrig sein muss. Der Grenzwert der Motordrehzahl wird auf 1200 Ungedrungen in der Minute angesetzt. Wenn der Logikblock 712 ein "1"-Ausgangssignal liefert, wird die Betriebsart E aufrechterhalten. Im Falle eines "0"-Ausgangssignals des Logikblocks 712 erfolgt der Uebergang E #F+E gemäss dem Block 713 unter Berücksichtigung der Bedingungen 8 und 9. Die Bedingung 8 (Wf < Wd/1,5) gemäss dem Block 714 bestimmt, ob das Schwungrad bei seiner momentanen Drehzahl wieder unter Berücksichtigung der betreffenden Drehzahl Wd der Antriebswelle des Fahrzeugs und des höchst verfügbaren Uebersetzungsverhältnisses (1,5) der stufenlos einstellbaren Uebersetzung (synchron) eingeschaltet werden kann.
Durch ein "1"-Ausgangssignal des Blockes 714 wird die Betriebsart E aufrechterhalter, währrend ein "O"-Ausgangssignal den Uebergang E#F+E unter der Bedingung 9 bewirkt. Die Bedingung 9 (Te < k. Wf/Wd. Teh) gemäss dem Block 715 ist das Gegenteil der Bedingung 5 im Block 707. Durch die Wahl von K < 1 (z.B. 0,8) kontrolliert diese Bedingung 9, dass das Schwungrad in der Betriebsart F+E beschleunigung wersden wird, wodurch beim Erzeugen eines "1"-Ausgangssignal durch den Block 715 die Schwungradkupplung zum Erzeugen des Uebergangs E#F+E erregt wird. Wenn der Block 715 ein "0"-Ausgangssignal erzeugt, wird, die Betriebsart L aufrecht erhalten0 Die einfache Regelstrategie nach dem Diagramm in Fig. 7 kann von der Schaltung nach Fig. 9 durchgeführt worden. Diese Logikschaltung teilt sich in drei Abschnitte zum Durchführen der Uebergänge F#F+E, F+E#E oder F, und E #F+E. Der erste Abschnitt enthält zwei Komparatoren 901 und 902 und.ein ODER-Gatter 16. Der Komparator 901 bestimmt die Bedingung 1(Wf < Wf 1) und der Komparator 902 die Bedingung 2(Wf > Wfm). Ein "1"-Ausgangssignal eines der Komparatoren wird wenn die betreffende Bedingung erfüllt ist, über das ODER-Gatter 903 als ein Signal CEC zum Einschalten der Motorkupplung zugeführt. Der zweite Abschnitt enthält vier Komparatoren 903 bis 906, einen Vervielfacher 907 und drei UND-Gatter 908, 909 und 910. Der Komparator 903 bestimmt die Bedingung 3(Wf > Wfm-300), um ein invertiertes "1"-Ausgangssignal zu erzeugen, wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird. Der Komparator 904 bestimmt die Bedingung 4(Wf > Wf1), um ein "1"-Ausgangssignal zu erzeugen, weim diese Bedingung erfüllt wird. Das Ausgangssignal des Komparators 904 wird über das UND-Gatter 908 mit dem Ausgangssignal des Komparators 905 verglichen, der die Bedingung 5(Tc <Wf/Wd . Teh) bestimmt.
Der Term Wf/Wd.Teh wird durch das Zuführen eines Signals gebildet, das Wf/Wt am Vervielfacher 907 darstellt, der einen Verstärkungsfaktor Teh besitzt.
Der Komparator 906 bestimmt die Bedingung 6(Wf<Wfh).
Das UND-Gatter 909 erzeugt ein Signal DEC, das die Motorkupplung in Beantwortung eines invertierten "1"-Ausgangssignals des Komparators 903 und, eines invertierten "1"-Ausgangssignals des Eómparators 906 ausschaltet wenn den beiden Bedingungen 3 und 6 nicht entsprochen wird. Das UND-Gatter 910 liefert ein "öffne die Schwungradkupplung"-Signal OFC in Beantwortung eines invertierten "1"-Ausgangssignals vom Komparator 903 und eines Ausgangssignals vom UND-Gatter 908, das sich in Beantwortung von "1-Ausgangssignalen von den Komparatoren 904 und 905 öffnet, wenn die Bedingungen 4 und 5 erfüllt werden0 Der dritte Abschnitt enthält drei Komparatoren 911, 912 und 913, einen Vervielfacher 914 und ein UND-Gatter 915. Der Komparator 911 bestimmt die Bedingung 7 (Wf < Wf1-400), der Komparator 912 bestimmt die Bedingung 8 (Wf < Wd/1,5) und der Komparator 913 bestimmt die Bedingung 9 (Tc < k.Wf/Wd.Teh). Der Term kWf/wd.Teh wird durch das Zuführen eines Signals erhalten, das für Wf/Wd am Vervielfacher 914 representativ ist, der einen Verstärkungsfaktor k,Teh besintzt. Das UND-Gatter 915 erzeugt ein Signal CFC zum Einschalt-en der Schwungradkupplung in Beantwortung eines invertierten "1"-Ausgangssignals aus jedem der Komparatoren 911 und 912 und eines "1"-Ausgangssignals aus dem Komparator 913.
Die Regelstrategie lässt sich durch hinzufügen weiterer Bedingungen, wie in Fig. 8 dargestellt bedeutend verbessern. Alle dargestellten Bedingungen beziehen sich auf das Normalprogramm (N). Die Bedingungen, die bei bestimmten Programmen nicht verwendet werden, sind durch nicht erlaubte Strecken X und den Buchstaben P, EP oder LL des betreffenden Regelprogramms bezeichnet, Zunächst wird das Normalprogramm (N) herangezogen. Alle vorangehenden Bedingungen 1 bis 9 nach Fig. 7 werden benutzt, obgleich manche davon geändert wurden, und Zusatzbedingungen 10 bis 17 werden hinzugefügt. Es sei angeommen, dass zunächst die Betriebsart F gilt; die Bedingungen 1 und 2 sind ungeändert, mit der Ausnahme, dass der Term Wfl, der Bedingung 1 in Wf1-100 geändert ist. Der Grund dazu wird nachstehend beschrieben.
Die Bedingung 10 (Tc < 2Wf/Wd. Teh) nach dem Logikblock 801 wird zum Beschränken des vom Schwungrad zu liefernden Drehmoments hinzugefügt, um die Notwendigkeit unerwünsohter kräftiger und schwerer Teile für die Schwungradkupplung zu vermeiden. Wenn dieses Moment Überschritten wird, bewirkt ein "1"-Ausgangssignal des Logikblocks 801 den Uebergang F#F+E. Ein "0"-Ausgangssignal hält die Betriebsart F aufrecht.
Bei der Betriebsart F+E kann das maximale Drehmoment dann 3Teh betragen. Der Faktor 3 ermöglicht es, die Volleistung (Geschwindigkeit x Teh) bis zu 1/3 der maximalen Motordrehzahl (Wem) zu erhalten. Auf diese Weise kann Wem/3, die dabei gleichfalls die Drehzahl des Schwungrades ist, bei der Betriebsart F+E als unterster Richtwert für Wfl verwendet werden, so dass die Bedingung 4 gleichfalls zur Vermeidung des Ueberschreitens des erlaubten Schwungradmoments während der Betriebsart F+E dienen kann. Wie nachstehend näher beschrieben wird, ist es gleichfalls erwünscht, das maximale Eingangsmoment, das dem Drehmomentenwandler zugeführt wird, zu beschränken (um seine Abmessungen zu beschränken); diese Beschränkung wird dadurch erhalten, dass Wfl eine angesteigende Funktion der gewünschten Leistung macht, so dass z.B. bei einer absinkenden zu liefernden Leistung Wf1 > Wem/2,5 wird. Die Bedingungen 3, 4, 5 und 6 bleiben ungeändert. Die im Logikblock 802 dargestellte Bedingung 11 (Ra # O) wird berücksichtigt, wenn Wf grösser als Wfl ist ("0"-Ausgangssignal des Logikblocks 706), sodass rekuperatives Bremsem sofort erfolgen kann, nachdem das Gaspedal (27, Fig. 1) freigegeben wird, ohne dass auf das Aufladen des Schwungrades auf Wfh (Bedingung 6) geachtet werden muss. Wie weiter beschrieben werden wird, hat Tc vorzugsweise einen geringen Negativwert, wenn das Gaspedal nicht erregt ist. Auf diese Weise bewirkt ein "1"-Ausgangssignal des Logikblockss 802 den Uebergang'F+E-""'>F.
Nicht nur ist dies ergonomischer (es gibt eine natürlichere Regelung und besseres Fahrzeuggefühl), sondern es vergrössert gleichfalls die Rate der Schwungraddrehzahl (Wfm-Wf) die sonst ungenügend sein könnte, wenn Wf zum Speichern der vom Fahrzeug gelieferten Energie, insbesondere bei einer langen Talfahrt, Wfh erreicht. Die Anwendung der Bedingung 11 führt zur bereits zuvor erwähnten Aenderung der Bedingung 1.
Bei der Bedingung 1 wird der Tern Wf1 in den Wert 1-100 geändert um zwischen den Bedingungen 1 und 4 Hysterese zu erzeugen. Ohne diese Aenderung könnte eine Instabilität zwischen den Bedingungen 1 und 4 auftreten. Die im Logikblock 803 dargestellte Bedingung 12 (Tc > 0,6 Wf/ Wd. Teh) wird zum Aufrechterhalten der Betriebsart F+E hinzugefügt, wenn ein ziemlich hohes Moment erfordert wird.
Der Motor arbeitet bei diesem ziemlich hoben Wert des Moments 0,6 Teh) ziemlich wirtschaftlich und, wenn die Betriebsart F verwendet würde, würde sich das Schwungrad schnell entladen. Die im Logikblock 804 dargestellte Bedingung 13 (Vd > 45) verhindert das Auftreten der Be-Betriebsart F bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Der Term Vd stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit in Meilen pro Stunde dar und kann leicht aus dem Term Wd x ß errechnet werden, wobei ß ein Faktor ist, in dem das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis zwischen der Antriebswelle 14 des Fahrzeugs und den Rädern 16 und 17 berücksichtigt ist, wie von der Differenzialübersetzung 15 und vom Durchmesser der Räder bestimmt wird. Bei diesem Beispiel ist davon ausgegangen, dass ß gleich 20 Meilen pro Stunde/1000 Umdrehungen pro Minute ^ 1/50a Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann der Motor wirt -schaftlich in der Betriebsart E mit Rücksicht auf das hohe Li Schnellgangsverhältniss von 1 : 1 1,5 betrieben werden, das die stufenlos einstellbare Uebersetzung 11 liefern kann (was 30 Meilen pro Stunde/1000 Umdrehungen pro Minute ergibt). Wenn die Betriebsart F angewandt würde, Erden die Uebergänge unerwünscht oft auftreten.
Bei der Betriebsart E sind die Bedingungen 7, 8 und 9 ungeändert, mit der Ausnahme, dass in der Bedingung 7 der Term Wf1-400 in 1200 geändert ist, um eine feste Drehzahl zu erzeugen, mit der die Drehzahl Wf des Schwungrades verglichen werden kann, und die Konstante k der Bedingung 9 hat jetzt den bereits erwähnten Wert 0,8.
Die Zusatzbedingungen 14 (Wf/Wf1), 15 (Ra=0), 16 (Vd < 40) und 17 (Wf < Wf1+600) gemäss den Logikblöcken 805 bis 808 entstammen der Bedingung 13, die den Uebergang F+E# E bewirkt , sogar bei Wf ) Wfl. Die Bedingung 14 kontrolliert ob Wf < Wfl, in welchem Falle der Ubergang E#F+E erfolgt.
Die Bedingung 15 ist hinzugefügt worden, um bei allen Fahrzeuggeschwindigkeiten rekuperatives Bremsen zu ermöglichen. Bei Ra=0 bewirkt diese Bedingung den Uebergang E #F+E und die entsprechende Bedingung 11 bewirkt den Uebergang F+E#F, um rekuperatives Bremsen zu ermöglichen. Die Bedingung 16 ist der Bedingung 13 direkt entgegengesetzt, wobei die verschiedenen Werte der Drehzahlen bei diesen zwei Bedingungen Hysterese liefern. Die Bedingung 17 bestimmt, ob sich das Schwungrad zum Liefern der grossen Leistung, die von "0"-Ausgangs signal des Logikblocks 715 erfordert wird, genügend aufgeladen hat oder nicht. Ein "1"-Ausgangssignal des Logikblocks 808 bewirkt den Uebergang E#F+E, der durch die Bedingung 12 aufrechterhalten wird (ocler durch die Bedingung 6).
Bei der Regelstrategie für das Leistungs programm (P) wird eine Zusatzbedingung (Ra # 0) entsprechend dem Logikblock 809 der Betriebsart F hinzugefügt. Diese Bedingung 18 wird vom " "1"-Ausganssignal der Bedingung 19 (ausgewähltes Leistungsprogramm PPS) berücksichtigt, die im Logikblock 810 dargestellt ist Die Bedingung 18 erzeugt das Umgekehrte der Bedingung 11 (Ra # 0), die beim Leistungsprogramm die einzige Situation ist, bei der die Betriebsart F auftritt, weil das "0"-Ausgangssignal des Logikblocks 804 eine nicht erlaubte Strecke X-P ist, Auf diese Weise wird die Betriebsart E immer angewandt, Wenn sich das Schwungrad aufgeladen hat, wenn Tc niedrig ist, um ein "0"-Ausgangssignal des Logikblocks 12 zu erzeugen. Auch beim Leistungsprogramm ist das "1"-Ausgangssignal des Logikblocks 16 eine nicht erlaubte Strecke X-P. Dies ergibt sich aus der ersten nicht erlaubten Strecke X-P des Logikblocks 804.
Bei der Regelstrategie ftir das Zusatzleistungsprogramm (EP) wird bei der Betriebsart F eine Zusatzbedingung 20 (Zusatzleistungsprogramm EPPS) gemäss dem Logikblock 811 hinzugefügt. Ein "1"-Ausgangssignal dieses Logikblocks 811 bewirkt den Uebergang F#F+E.
Dies gewährleistet ein unmittelbares Verlassen der Betriebsart F, wenn das Zusetzleistungsprogramm ausgewählt wird, während die Betriebsart F herrscht. Die Betriebsart F wird für das Zusetzleistungsprogramm nicht verwendet, sogar nicht für rekuperatives Bremsen. Deshalb ist in diesem Falle das "1 "-Ausgangssignal des logischen Blockes 802 eine nicht erlaubte Strecke X-EP. Das "0"-Ausgangs signal des logischen Blockes 710 ist gleichfalls eine nicht erlaubte Strecke X-EP, so dass die Betriebsart F+E aufrechterhalten wird, sogar wenn das Schwungrad aufge laden ist. Wfh der Bedingung 6 ist gleich Wfm beim Zusetzleistungsprogramm. Dieser Wert von Wfh hat keinen Einfluss auf die Bedingung 6, weil das "0"-Ausgangssignal des logischen Blockes 710 eine nicht erlaubte Strecke X-EP ist, aber Wfh = Wfm ist wichtig zum Einstellen der Drossel beim Zusetzleistungsprogramm. Das "0"-Ausgangssignal des logischen Blockes 805 ist eine weiter nicht erlaubte Strecke X-EP. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Betriebsart F+E auftritt, wenn das Schwungrad beschleunigt werden kann, wie unter der Bedingung 90 Bei der Regelstrategie für das Niederbelastungsprogramm (LL) wird die Bedingung 17 in (Wf > WF1+200) geändert, um die Verwendung von Schwungradenergie zu ermöglichen, sogar wenn Wf sehr nahe bei Wfl liegt.
Dies entspricht der Philosophie dieses Programms, bei dem möglicherweise im Schwungrad gespeicherte Reserveenergie verbraucht wird, und wonach die Betriebsart E aufrechterhalten bleibt. Nicht erlaubte Strecken X-LL bei diesem Programm sind: das "1"-Ausgangssignal des logischen Blockes 715, um zu gewährleisten, dass die geänderte Bedingung 17 immer angewandt wird; das "0"-Ausgangssignal des logischen Blockes 707, um zu gewährleisten, dass die Betriebsart E bei Wf< Wf1 immer auftritt (was bedeutet, dass die Bedingung 4 gilt); das "1"-Ausgangssignal des logischen Blockes 710, so dass die Betriebsart F+E nicht zum Aufladen des Schwungrades angewandt wird, und das "1"-Ausgangssignal des Logikblockes 804, weil nie ein Uebergang nach der Betriebsart E erfolgt, oder es muss Wf < Wf1 (Bedingung 4).
Obgleich die Bedingung 6 die Betriebsart F+E nicht aufrechterhalten darf, wird das 1"-Aus'gangssigual des Logikblockes 803 (Bedingung 12) nicht zu nicht erlaubter Strecke X-LL erklärt, um Hysterese für die Bedingung 10 zu erzeugen, die einen Uebergang F#F+E hätte verursachen können.
Die Regelstrategien nach dem Diagramm in Fig. 8 können durch die Logikschaltungen gemäss den Fig. 10a bis 10c durchgeführt werden Die Logikschaltung nach Fig. 10a dient zum Durchführen des Uebergangs F#F+E.
Ein Komparator 1001 bestimmt die Bedingung 1 ( Wf < Wf1-100).
Der Term Wf1-100 wird durch einen Addierer 1002 in Beantwortung zweiter Signale gegeben, die Wf1.-100 entsprechen und an seine Eingänge geführt werden.
Ein "1"-Ausgangssignal des Komparators 1001 erzeugt das Signal CEC, das die Motorkupplung von einem ODER-Gatter 1003 aus einschaltet. Ein Komparator 1003 bestimmt die Bedingung 2 (Wf > Wfm) und ein "1"-Ausgangssignal dieses Komparators erzeugt gleichfalls das Signal CEC vom ODER-Gatter 1003 aus. in Komparator 1005 bestimmt die Bedingung 18 (Ra > 0). Ein "1"-Ausgangssignal dieses Komparators wird in einem UND-Gatter 1006 mit dem Leistungsprogrammwahlsignal P verglichen, das in Wirklichkait die Bedingung 19 dargestellt. Ein Ausgangsssignal des Gatters 1006 erzeugt das Signal CEC vom ODER-Gatter 1003 aus. Die Bedingung 10 (Tc > Wf/Wd.Teh) wird durch einen Komparator 1007 bestimmt, voll dem ein "1 "-Ausgangssignal auch das Signal CEC vom ODER-Gatter 1003 aus erzeugt. Der Term 2Wf/Wd.Teh wird von einem Teiler 1008 und einem Vervielfacher 1009 geliefert. Der Teiler 1008 liefert ein Signal, das für Wf/Wd representativ ist (und wenn nötig gleichfalls in den anderen logischen Schaltungen verwendet wird); der Vervielfacher 1009, dem dieses Signal zugeführt wird, hat cinen Verstärkungsfaktor 2Teh, Das Signal CEC wird auch vom ODER-Gatter 1003 in Beantwortung des Zusetzleistungswahlsignals EP geliefert, das in Wirklichkeit die Bedingung 20 ist.
Die Logikschaltung nach Fig. 10b dient zum Durchführen des Uebergangs F+E#E oder F. Ein Komparator 1010 bestimmt die Bedingung 3 (Wf > Wfm-300), und ein invertiertes "1"-Ausgangssignal dieses Komparators dient als ein Eingangssignal für zwei UND-Gatter 1011 und 1012, die in geöffneten Zustand die Signale OEC bzw. OFC erzeugen. Ein Komparator 1013 bestimmt die Bedingung 4 (Wf < Wf1) und ein "1"-Ausgangssignal dieses Komparators dient als ein Eingangssignal für das UND-Gatter 1014.
Ein "0"-Ausgangssignal des Komparators 1013 wird durch ein UND-Gatter 1015 invertiert, um als ein Eingangssignal dafür zu dienen. Ein Komparator 1016 bestimmt die Bedingung 5 (Tc < Wd/Wd.Teh)m wobei das Signal Wf/Wd einem Vervielfacher 1017 zugeführt wird' der einen Verstärkungsfaktor Teh besitzt und ein Signal liefert, das den Term Wf/Wd. Teh darstellt. Ein "1"-Ausgangssignal des Komparators 1016 gelangt über ein ODER-Gatter 1018 als ein zweites Eingangssignal zum UND-Gatter 1014, das UND-Gatter 1014 leitet, gelangt sein Ausgangssignal über ein ODER-Gatter 1019 als ein zweites Eingangssignal an das UND-Gatter 1012. Auf diese Weise erzeugt ein invertiertes "1"-Ausgangssignal des Komparators 1010 das Signal OFC zusammen mit "1"-Auagangssignalen der Komparatoren 1013 und 1016. Weil das "0"-Ausgangssignal des Logikblockes 707 (Fig. 8) eine nicht erlaubte Strecke ist, wenn das Niederbelastungsprogramm ausgewählt worden ist, wird das Wahlsignal LL als ein zweites Eingangs signal dem ODER-Gatter 1018 zugeführt, so dass das "1"-Ausgangssignal oder "0"-Ausgangssignal des Komparators 1016 ignoriert wird, wenn das Niederbelastungsprogramm ausgewählt worden ist. Der Komparator 1020 bestimmt die Bedingung 11(Ra # 0). Ein "1"-Ausgangssignal dieses Komparators dient als zweiters Eingangssignal für das UND-Gatter 1015, während ein "0"-Ausgangssignal am UND-Gatter 1021 invertiert wird, um als ein Eingangssignal für dieses Gatter zu dienen. Das nicht ausgewählte Signal EP wird ein drittes Eingangssignal dem UND-Gatter 1015 zugeführt, wodurch beim ausgewählten Zusatzleistungsprogramm das UND-Gatter in Beantwortung eines "0"-Ausgangssignals des Komparator" 1013 und eines "1"-Ausgangssignals des Komparators 1020 leitend wird, Während sein Ausgangssignal über ein ODER-Gatter 1022 als ein Eingangs signal dem UMt)-Gatter 1011 zugeführt wird, Ein Komparator 1023 bestimmt die Bedingung 6 (Wf < Wfh). Wenn das Zusetzleistungsprogramm ausgewählt worden ist, wird ein Schaltkontakt EP/S betätigt, um Whf durch Wfm zu ersetzen. Dieser Schaltkontakt EP/S kann z.B. ein Relaiskontakt sein, der vom Auswaflsignal EP betätigt wird. Ein invertiertes "1"-Ausgangssignal des Komparators 1023 dient als ein Eingangs signal für ein ODER-Gatter 1024, dessen Ausgangssignal als ein Eingangssignal für ein Ul'D-Gatter 1025 dient. Das Auswahlsignal LL wird dem UND-Gatter 1025 über ODER-Gatter 1024 gleichfalls zugeführt, so dass beim ausgewählten Niederbelastungsprogramm das "1"-Ausgangssignal oder das "0"-Ausgangssignal des Komparators 1023 ignoriert wird. Ein Komparator 1026 bestimmt die Bedingung 12 (Tc > 0,6 Wf/Wd.Teh). Ein Vervielfacher 1027 mit einem Verstärkungsfaktor 0,6 Teh liefert ein Signal, das den Term 0,6 Wf/Wd. Teh in Beantwortung des Signals Wf/Wd darstellto Ein invcrtiertes "1"-Ausgangssignal des Komparators 1026 wird als ein zweites Eingang signal dem UND-Gatter 1025 zugeführt, und das nicht ausgewählte Signal EP wird als ein drittes Eingangssignal an dieses Gatter gelegt. Deshalb wird bei ausgewähltem Zusatzleistungsprogramm das UND-Gatter 1025 geöffnet, wenn den Bedingungen 6 und 12 nicht entsprochen wird (oder wenn nur die Bedingung 12 dieser zwei Bedingungen bei der Wahl des Niederbelastungsprogramms nicht erfüllt wird), und das Ausganssignal dieses Gatters dient als ein Eingangssignal für zwei weitere UND-Gatter 1028 und 1029. Ein Komparator 1030 bestimmt die Bedingung 13 (Vd < 45).
Der Term Vd wird durch ein Signal 45/B zum Vergleich mit dem Signal Wd dargestellt. Ein "1"-Ausgangssignal des Komparators 1030 dient als ein zweites Eingangssignal für das UND-Gatter 1028, während ein "0"-Ausgangssignal am UND-Gatter 1029 invertiert wird, um als ein zweites Eingangs signal für dieses Gatter zu dienen. Die Ausgangssignale der UND-Gatter 1028 und 1029 werden als ein Eingangssignal den zwei Ausgangs-UND-Gattern 1031 bzw.
1032 zugeführt. Ein zweites Eingangssi,rnal fÜr das UND-Gatter 1031 besteht aus dem nicht ausgewählten Signal LL. Auf entsprechende Weise besteht das zweite Eingangssignal für das UND-Gatter 1032 aus dem nicht ausgewählten Signal P. Auf diese Weise wird wenn der Bedingung 3 nicht entsprochen wird, so dass ein umgekehrtes "1"-Ausgangssignal des Komparators 1010 ein Eingangssignal für die UND-Gatter 1011 und 1012 erzeugt, entweder das Signal OFC cder das Signal OEC durch das Ausgangssignal des UND-Gatters 1031 bzw. 1032 erzeugt, das über das ODER-Gatter 1019 oder 1022 als ein zweites Eingangssignal für das UND-Gatter 1012 bzw. 1011 zugeführt wird. Das UND-Gatter 1031 wird gesperrt, wenn das Niederbelastungsprogramm ausgewählt wird, und das UND-Gatter 1033 wird blockiert, wenn das Leistungsprogramm ausgewählt wird. Jedes der zwei weiteren UND-Gatter 1051 und 1052 empfängt ein Eingangssignal aus dem UND-Gatter 1025 und erzeugt dritte Eingangssignale zum ODER-Gatter 1022 bzw. 1019. Das zweite Eingangssignal für das UND-Gatter 1051 besteht aus dem Auswahlsignal LL und ein zweites Eingangssignal für das UND-Gatter 1052 aus dem Auswahlsignal P. Das Signal OEC wird daher auch geliefert, wenn ein "1"-Ausgangssignal vom UND-Gatter' 1025 vorhanden ist und das Niederbelastungsprogramm ausgewählt wird, es sei denn, dass die Bedingung 3 nicht erfüllt wird.
Auf entsprechende Weise wird das Signal OFC geliefert, wenn ein "1"-Ausgangssignal vom UND-Gatter 1025 verhanden ist und das Niederbelastungsprogramm ausgewählt wird, es sei denn, dass die Bedingung 3 nicht erfüllt wird.
Auf entsprachende Weise wird das Signal OFC geliefert, wenn ein "1"-Ausgangssignal vom UND-Gatter 1025 vorhanden ist und das Leistungsprogramm ausgewählt wird, wiederum wenn nur der Bedingung 3 nicht entsprochen wird.
Die Logikschaltung nach Fig. 10c dient zum Durchführen des Uebergangs E# F+E. Ein Komparator 1033 bestimmt die Bedingung 7 (Wf < 1200) und erzeugt ein umgekehrtes "1"-Ausgangssignal, wenn dieser Bedingung nicht entsprochen wird. Dieses "1"-Ausgangssignal dient als ein erstes Eingangssignal für das UND-Gatter 1034, das im leitenden Zustand' das Signal CFC liefert. Wenn der Bedingung 7 nicht entsprochen wird, wird das invertierte "0"-Ausgangssignal vom Komparator 1033 einem invertierenden Eingang eines UND-Gatters 1035 zugeführt, dem das nicht ausgewählte Signal LL als ein zweites Eingangssignal zugeführt wird. Wenn nur nicht das Niederbelastungsprogramm ausgewählt ist, wird das UND-Gatter 1035 geöffnet, wenn das Schwungrad entladen ist.
Das Ausgangssignal des UND-Gatters 1035 wird als ein Eingangssignals einem weiteren UND-Gatter 1ß36 zugeführt, dem ein Signal FCH zum Aufladen des Schwungrades als ein zweites Eingangssignal zugeführt wird. Wenn das UND-Gatter 1ß36 leitet, leifert es ein Befehlsignal FCH* zum Laden des Schwungrades. Das Herleiten des Signals FCH und die Arr der Verwendung des Befehlssignals FCH* zum Ladem des Schwungrades worden nachstehend beschrieben.
Ein Komparator 1037 bestimmt die Bedigung 8 (Wf < Wd/1,5) und liefert ein umgekehrtes "1"-Ausgangssignal, wenn diese Bedingungs nicht erfüllt wird. Dieses "1"-Ausgangssignal dicnt als ein zweites Eingangssignal für das UND-Gatter 1034. Ein Komparator 1038 bestimmt die Bedingung 9 (Tc < 0,8 Wf/Wd.Teh) Der Term 0,8 Wf/Wd.Teh wird von einem Vervielfacher 1039 mit einem Vervielfachungsfaktor 0,8 Teh in Beantwortung des Signals, das Wf/Wd darstellt, geliefert. Das "1"-Ausgangssignal des Komparators 1038 nicht als ein Eingangssignal für ein UND-Gatter 1040 und als ein Eingangssignal für ein UND-Gatter 1041.
Das "0"-Ausgangssignal wird einem invertierenden Eingang eines weiteren UND-Gatters 1042 zugeführt. Ein Komparator 1043 bestimmt die Bedingung 15 (Ra # 0) und liefert, wenn dieser Bedingung entsprochen wird, ein 1 -Ausgangssign'll, das als ein Eingangssignal für ein UID-Gatter 1044 dient.
Das Ausgangssignal jedes der UND-Gatter 1040, 1041, 1042 und 1044 gelangt über ein ODER-Gatter 1045 als ein drittes Eingangssignal an das UND-Gatter 1034, das dadurch leitend wird, um das Signal CFC in Beantwortung eines dieser Ausgangs signale zu liefern, wenn beiden Bedingungen 7 und S (Komparatoren 1033 und 1037) nicht entsprochen wird.
Zum Oeffnen des UND-Gatters 1040 muss der Bedingung 9 ,(Komparator 1038) entsprochen werden, muss das nicht ausgewählte Signal LL vorhanden sein, und muss der Bedingung 14 (Wf < Wf1) entsprochenden werden oder es muss das Auswahlsigal EP vorhanden sein; Ein Komparator 1046 bestimmt die Bedingung 14, bei der das "1"-Ausgangssignal dieses Komparators über ein ODER-Gatter 1047 als ein zweites Eingangssignal dem UND-Gatter 1040 zugeführt wird. Wenn das Auswahlsignal EP zur Verfügung steht, wird dieses Signal über das ODER-Gatter 1047 als das zweite Eingangssignal dem UND-Gatter 1040 zugeführt, so dass die Bedingung 14 ignoriert wird. Das nicht ausgewählte Signal LL wird als ein drittes Eingangssignal dem UiN'D-Gatter 1040 zugeführt, das deshalb nicht öffnet, wenn das Niederbelastungsprogramm ausgewählt ist.
Zum Oeffnon des UND-Gatters 1042 darf der Bedingung 9 (Komparator 1038 nicht entsprochen werden und muss der Bedingung 17 (Wf < Wf1+600 [oder + 200]) entsprochen werden. Die Bedingung 17 bestimmt ein Komparator 1048.
Ein Addierer 1049 zähnt eine Komponente, die 200 oder 600 darstellt, zum Signal Wfl entsprechend der möglichen Betätigung des Schaltkontakts LL/S. Dieser Schaltkontakt LL/S kann z.Bo ein Relaiskontakt sein, der vom Auswahlsignal LL betätigt wird. Zum Oeffnen des UND-Gatters 1044 muss die Bedingung 15 -(Komparator 1043) erfüllt werden und das nicht ausgewählte Signal LL muss zur Verfügung stehen. Zum Oeffnen des UND-Gatters 1041 muss den Bedingungen 9 (Komparator 103&') und 16 Vd < 40) entsprochen werden und die beiden nicht ausgewählten Signale LL und P müssen zur Verfügung stehen, Ein Komparator 1005 bestimmt die Bedingung 16 in Beantwortung des Signals Wd und eines Signals, das 40/B darstellt.
Fig. 11 zeigt eine Logikschaltung zum Regeln der Erregung der Magnetventile zum Betätigen der Kupplungen des Motors und des Schwungrades. In dieser Schaltung werden vier Signale CEC (Motorkupplung einschalten), OEC (Motorkupplung ausschalten), CFC (Schwungradkupplung einschalten) und OFC (Schwungradkupplung ausschalten) zusammen mit dem Befehlssignal FCH* zum Aufladen des Schwungrades angewandt. Das Signal FCH zum Aufladen des Schwungrades wird auch in dieser Logikschaltung angewandt.
Das Signal CEC gelangt zu einem monostabilen Element 1011, dessen Ausgangssignal ein bistabiles Element 1102 einstellt Im eingestellten Zustand liefert das bistabile Element 1102 das Regelsignal EC1 zum Erregen des Magnetventils 620 (Fig. 6). Auf entsprechende Weise wird das Signal OEC einem monostabilen Element 1103 zugeführt, dessen Ausgangssignal ein bistabiles Element 1104 einstellt. Im einige stellten Zustand liefert das bistabil e Element 1104 das Regelsignal Ec2, das für die Erregung des Magnetventils 619 sorgt (Fig. 6). Ein Komparator 1105 vergleicht die momentane Drehzahl We des Motors mit 1000 (Umdrehungen pro Minute), was eine ausgewählte minimale Motordrehzahl ist, bei der die Zentrifugalwirkung der Motorkupplung wirksam wird. Bei We < 1000 wird 1102 von einem "1"-Ausgangssignal aus dem Komparator 1105 zurückgesetzt, so dass das Regelsignal Ec1 beendet wird. Bei We < 1000 wird ein "0"-Ausgangssignal aus dem Komparator 1105 zum Rückstellen des bistabilen Elementes 1104 invertiert, um das Regelsignal Ec2 ablaufen zu lassen. Da die Motorkupplung bei We > 1000 zentrifugal eingeschaltet gehalten wird, kann die Kupplung danach nur durch einstellen des bistabilen Elementes 1104 zur Erzeugung des Regelsignals Ec2 abgeschaltet werden. Umgekehrt kann bei We < 1000 die Motorkupplung durch Einstellen des bistabilen Elementes 1102 zum Liefern des Regelsignals Ec1 eingeschaltet werden.
Die Signale CEC und OEC werden gleichfalls zum Regeln des Einschalters und Abschaltens des Motors angepasst.
Eine zusätzliche Kraftstoffersparung wird durch Ausschalten des Motors in der Betriebsart F im Vergleich zum normalen Leerlauf des Motors erhalten. Diese Motorregelung erfolgt mit Hilf eines zusätzlichen bistabilen Elements 1118, das vom Ausgangs signal des monostabilen Elements 1101 eingestellt und vom Ausgangssignal des monostabilen Elements 1103 rückgestellt wird. Im eingestellten Zustand erregt das Ausgangssignal des, bistabilen Elements 1118 über einen Pufferverstärker 1122, ein Relais 1119, von dem ei Kontakt 1120 die Zündspannung (+ 12V) für das Fahrzeug der Zündschaltung (nicht dargestellt) des Fahrzeugs über eine Verbindung 1121 zuführt. Bei jedem Auftreten des Signals OEC zum Abschalten der Motorkupplung wird auf diese Weise das bistabile Element 1118 zum Unterbrechen der Zündschaltung rückgestellt, wodurch der Motor abgeschaltet wird. Wenn der Motor wieder eingeschaltet werden muss, sorgt das Signal CEC dafür, dass das bistabile Element 1118 eingestellt und der Motor zum Starten gedreht wird, indem man die Motorkupplung mit dem Schwungrad mit Hilfe des Regelsignals Ec1 eine Verbindung machen lässt.
Der Rest der Logilcschaltung nach Fig. 11 wird zum Regeln der Schwungradkupplung verwendet. o Zwei Komparatoren 1106 und 1107 bestimmen, ob Wf+100 > We ist und/oder Wf-1000 < We ist. Dies dient zum Vergleichen der momentanen Drehzahl des Motors mit einem Synchronbereich von + oder -100 der Schwungraddrehzahl Wf.
Wenn einer dieser Bedingungen entsprochen wird, betätigt ein "1"-Ausgangssignal des betreffenden Komparators ein monostabiles Element 1108 oder 1109, dessen Ausgangssignale einem UND-Gatter 1111 über ein ODER-Gatter 1110 zugeführt wird. Wenn dieses UND-Gatter 1111 zu diesem Zeitpunkt das Signal CFC empfängt, erzeugt es ein Ausgang::'sigu,al> das über ein ODER-Gatter 1112 das bistabile Element 1113 einstellt, um das Regelsignal FC zum Erregen der Magnetventile 615 zu erzeugen (Fig. 6). Das Regelsignal FC wird gleichfalls zum Betätigen eines Relais in einer Logikschaltung verwendet, die die Motordrossel betätigt, wie nachstehend beschrieben wird. Das bistabile Element 1113 kann auch von dem über das ODER-Gatter 1112 aus einem monostabilen Element 114 zugeführten Ausgangssignal eingestellt werden, welches monostabile Element von der aktiven Vorderflanke des Befehlssignals FCH* zum Aufladen des Schwungrades betätigt wird, Das Signal OFC wird über ein ODER-Gatter 1115 zum Betätigen eines monostabilen Elements 1116 zugeführt, desson Ausgangssignal das bistabile Element 1113 zurückstellt, um das Regelsignal Fc ablaufen zu lassen. Das Ausgangs signal des monostabilen Elements 1116 wird auch zum Rückstellen eines bistabilen Elementes 1117 benutzt, das vom Signal CFC eingestellt wird. Das Ausgangs signal ER wird zur, Betätigen eines weiteren Relais in der Logikschaltung verwendet, die die Drossel des Motors betätigt.
Die Rückflanke des Signals FCH zum Aufladen des Schwungrades wird gleichfalls zum Rückstellen des bistabilen Elementes 1113 verwendet, um das Signal FC ablaufen zu lassen. Diese Funktion des Signals FCH wird durch Zuführen dieses Signals an einen invertierenden Eingang des ODER-Gatters 1115 verwirklicht. Das Verhältnis zwischen den Signalen FCH und FCH* wird in nachstehender Beschreibung der Logikschaltung nach Fig. 12 beschrieben, die im anderen Sinne vorwiegend die selektive Erregung der Magnetventile 610 bis 613, 635 5 und 638 zum Regeln der stufenlos einstellbaren Uebersetzung betrifft.
Zunächst wird der Teil der Logik'schaltung nach Fig. 12 beschrieben, der das Signal FCH zum Aufladen des Schwungrades liefert. Dieser Teil enthält zwei Komparatoren 1201 und 1202, ein UND-Gatter 1024, ein NICHT-ODER-Gatter 1205 und einen invertierenden Verstärker 1027. Der Komparator 1201 bestimmt, ob Ra / 0 ist, und liefert ein "1"-Ausgangssignal, wenn diese Bedingung erfüllt wird. Der Komparator 1202 bestimmt, ob Wd < 3/ß ist, und liefert ein "1"-Ausgangssignal, wenn diese Bedingung erfüllt wird. Die Wirkungsweise ist wie folgt: wenn das UND-Gatter 1204 geöffnet ist, gelangt sein "1"-Ausgangs signal an einen invertierenden Eingang des NICHT-ODER-Gatters 1205 und das sich ergebende "0"-Ausgangssignal dieses NICHT-ODER-Gatters bewirkt ein "1"-Ausgangssignal aus dem invertierenden Verstärker 1207 als das Signal FCH.
Dieses erzeugt das Befehlssignal FCH* (siehe Fig. 10c), wenn Initialaufladung des Schwungrades erfolgen muss, wobei die aktive Vorderflanke des Befehlssignals FCH* das Regelsignal FC erzeugt, wie bereits an Hand der Fig. 11 beschrieben wurde. Diese Initialaufladung des Schwungrades darf erfolgen, wenn Wd < 3/ß ist (d.h. eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter drei Meilen pro Stunde), wie vom "1"-Ausgangssignal aus dem Komparator 1202 bestimmt wird, und wenn Ra # 0, wie vom Komparator 1201 bestimmt wird, oder wenn die Vorrichtung in der Neutralstellung steht (S=1). Wenn die Vorrichtung nicht in der Neutralstellung steht, so dass S=0, wird das Ausgangssignal des NICHT-ODER-Gatters 1205 nur vom Ausgangssignal des UND-Gatters 1204 bestimmt. Wenn das Fahrzeug aus der Ruhelage bewegt werden muss, wie mit Ra > 0 bezeichnet, wird das UND-Gattor 1204 geschlossen, so dass vom NICHT-ODER-Gatter 1205 ein "1"-Ausgangssignal geliefert wird, um das Signal FCH ablaufen zu lassen, so dass das Aufladen des Schwungrades stoppt. Die Rückflanke des Signals FCII wird zum Beenden des Regelsignals Fc verwendet, um die Schwungradkupplung gemäss der Beschreibung nach Fig. 11 abzuschalten.
Ein Komparator 1203 bestimmt die Bedingung Wp > 1000 und liefert ein "1"-Ausgangssignal, wenn diese Bedindung erfüllt wird. Dieses "1"-Ausgangssignal wird in einem UND-Gatter 1209 mit dem "1"-Ausgangssignal des NICHT-ODER-Gatters 1205 verglichen, um ein Ausgangssignal zu liefern, das als ein erstes Eingangssignal für zwei UND-Gatter 1210 und 1211 dient, die die Regelsignale Gm1 bzw. Gm2 liefern. Hierdurch können die Epizikelkupplugen für die stufenlos einstellbare Uebersetzung nötigenfalls betätigt werden, wenn Ra > 0 oder Wd # 3/ß ist und die Anordnung nicht mehr in der Neutralstellung steht.
Ein Komparator 1212 bestimmt die Bedingung Wd/Wp > 0,33 und erzeugt ein "1"-Ausgangssignal, wenn diese Bedingung erfüllt wird, wodurch das UND-Gatter 1211 das Regelsignal Gm2 liefert. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, gelangt das "0"-Ausgangssignal von Komparator 1212 an einem invertierenden Eingang des UND-Gatters 1210 woduch dieses Gatter das Regelsignal Gm1 liefert. Das Signal, das dem Term Wd/wp darstellt und von einem Teiler 1213 in Beantwortung der Signale Wd und Wp geliefert wird, stellt das Ausgangs/EingangsdrehzahlverhEltnis der stufenlos einstellbaren Uebersetzung dar, Wenn Wd/Wp > 0,33 ist, spricht die Betriebsart II der Epizikelübersetzung an.
Wenn Wd/Wp < 0,33 ist, wird die Betriebsart I der Epizikel-Übersetzung wirksam. Da die Momentreaktion (Tra) am Walzensystem der stufenlos einstellbaren Uebersetzung für die Betriebsarten 1 und II (siehe Fig. 5d) entgegen gesetzt ist, wird die Momentreaktion zum Antriebswellenmoment in verschiedenem Zusammenhang gebracht. Für diese verschiedenen Verhältnisse wird ein Relais 1214 vom Ausgangssignal eines Pufferverstärkers, 1215 erregt, wenn der Komparator 1212 ein "1"-Ausgangssignal liefert.
Ein Kontakt 1208 liefert normalerweise ein Signal für einen Term -1 (Betriebsart I) an einen Eingang eines Addierers 1216 und wird umgeschaltet, um diesen Term ~1 durch einen Term +1 (Betriebsart II) zu ersetzen, wenn das Relais 1214 betätigt wird.
Das Ausgangssignal Wd/Wp des Teilers 1213 wird einem zweiten Eingang des Addierers 1216 zugeführt.
Auf diese Weise ist das Ausgangssignal des Addierers 1216 (Wd/Wp+1) für die Betriebsart II der stufenlos einstellbaren Uebersetzung und Wd (Wd/Wp-1) für die Betriebsart 1.
Dieses Ausgangssignal w'ird einem Vervielfacher 1217 zugeführt. Ein zweites Eingangssignal für den Vervielfacher 1217 ist ein abgeändertes Momentregelsignal Tc', das die logische Schaltung nach Fig. 14 (später noch zu beschreiben) in Beantwortung des Momentregelsignals Tc liefert. Wenn eine Rückwärtsbeschleunigung ausgewählt wird, wird ein Schaltkontakt R/S betätigt, wodurch ein negativer Wert voll Tc' dem Vervielfacher 1217 über einen Verstärker 1218 mit eineni Verstärkungsfaktor x(-1) zugeführt wird . Der Schaltkontakt R/S kann beispielsweise ein Relationskontakt sein, der vom Auswahlsignal R betätigt wird. Das Ausgangssignal des Vervielfachers 1217 ist ein Regelsignal Trat, das ein berechneter Wert für das Momentreaktionssignal Tra ist. Dieses Regelsignal Tra' gelangt über einen Relaiskontakt 1219 an einen Eingang eines Addierers 1220 und das reelle Signal Tra erreicht über einem Verstärker 1221 mit einem Verstärkungsfaktor x(1-) einen zweiten Eingang des Addierers 1220, Der Relaiskontakt 1219 wird von einem Relais 1222 betätigt, das vom Ausgangssignal eines Pufferverstärkers 1223 erregt wird. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 1209 erreicht den Eingang des Pufferverstärkers 1223, wodurch das Relais 1222 anspricht, ausser wenn die Vorrichtung in der Neutralstellung steht oder im Leerlauf dreht, Deshalb ist der Relaiskontakt 1219 in der betätigten Stellung dargestellt. In der nicht betätigten Stellung des Relaiskontakts 1219 ist Trat =O am betreffenden Eingang des Addierers 1220. Das Regelsignal Tra' wird ab dem Vervielfacher 1217 gleichfalls einem Eingang eines Komparators 1224 zugeführt, dessen anderer Eingang ein Signal 0 empfängt. Dieser Komparator 1224 liefert das Regelsignal Gm3 zum Erregen des Weichenventils 635 (Fig. G), wenn die Momentanreaktion am Walzensystem umgekehrt werden muss. Dies erfolgt, wenn das Regelsignal Trat gleich 0 oder kleiner als 0 ist (d.H. wenn es einen negativen Wert hat), wie vom Komparator 1224 bestimmt.
Das Ausgangssignal des Addierers 1220 stellt #Tra dar und wird zum Steuern eines Pufferverstäkers 1225 benutzt, der das proportionale Erregungsregelsignals T't für das Magnetventil 638 liefert (Fig. 6). Wenn das Regelsignal Trat negativ ist, wird das Ausganssignal # Tra negativ gemacht, indem es einem Verstärker 1226 mit einem Verstärkungsfaktor x(-1) zugeführt wird. Dies wird mit Hilfe eiens Relaiskontakt 1227 eines Relais 1228 vorgenommen, das vom Ausgangssignal eines Pufferverstärkers 1229 in Beantwortung des "1"-Ausgangssignals des Komparators 1224 betätigt wird.
Fig. 13 zeigt die Logikschaltung zum Regeln der Einstellung der Drossel 35 (Fig. 1); diese Logikschaltung liefert das Regelsignal Rt. Die Logikschaltung nach Fig. 11s bezieht das Momentregelsignal Tc aus mehreren dieser Schaltung zugeführten Eingangs signalen.
Zunächst werden die theoretischen Erwägungen, auf denen die Berechnung des Momentregelsignals Tc und des Regeln signals Rt für die Einstellung der Drossel basieren, an Hand der verschiedenen. in den Fig. 15 bis 21 dargestellten graphischen Darstellungen beschrieben.
Die graphische Darstellung nach Fig. 15 zeigt die Moment/Drehzahlkurve eines 2-Liter-Benzimotor für ein typisches Familienauto. Die für diese graphische Darstellung benutzten Achsen sind Motordrehzahl/Minute, (ER/R) und Motormoment (ET), ausgedrückt in bezug auf den mittle wirksamen Bremsdruck (bmep) in pounds/inch.
Die Line MTC stellt das maximale Moment bei Vollgas dar.
Die Linien SFC, die in der graphischen Darstellung überlagert sind, stellen verschiedene Werte des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, gemessen in pounds/PS/Stunde (1b/hp.h), dar. Die punktierte Linie RL (Wegbelastung) stellt das Moment dar, das zum Antreiben des Fahrzeugs bei Konstantgeschwindigkeiten auf einem flachen Weg unter Benutzung eines herkömmlichen, von hand geschalteten Getriebes mit einer Höchstbeschleunigung, die 20 Meilen per h/1000 mph bei 90% Wirtschaftlichkeit der Uebersetzung entspricht. Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, dass bei einer Konstant-Durchschnittsgeschwindigkeit von beispielsweise 40 mph (d.h. eine Motordrehzahl von 2000 Umdrehungen pro Minute) der spezifische Kraftstoffverbrauch im Bereich von 1 pound/hp.h liegt, weil das vom Motor verlangte Moment (20 lb/in2) bmep äusserst niedrig ist im Vergleich zum Höchstdrehmoment, das der Motor boi dieser Geschwindigkeit liefern könnte. Wenn der Motor zum Liefern einem Momentes verwendet werden könnte, das näher bei seinem Höchstdrehmoment liegt, wie dies durch die Momentlturve MTC dargestellt wird, könnte der Kraftstoffverbrauch in einem bestimmten Verbrauchszeitraum mehr als halbiert werden, es sei denn, das Zusatzdrehmoment über dem Moment, das zur Antreibung des Fahrzeugs erforderlich ist, zum Speichern von Energie (in einem Schwungrad) verwendet werden könnte, die danach wieder zu dem vom Motor unabhängigen Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden könnte. Auch könnte die gespeicherte Energie nach Bedarf zum Liefern der vom Motor erzeugten Energie verwendet werden, Auf dieser Basis ist es für die Anwendung der Erfindung vorteilhaft, den Motor für die volle Gebrauchszeit nahe seinem Bereich maximaler Wirtschaftlichkeit zu betrieben, z.B. in seinem Nieder- bis Zwischengeschwindigkeitsbereich und bei ungefähr 80 % des Vollmoments. Dieser Betriebsbereich für den Motor ist in der graphischen Darstellung nach Fig. 16 mit Achsen von Motormoment Te und Motordrehzahl We dargestellt.
In dieser graphischen Darstellung wird die maximale Momentkurve MTC als Bezug zum Definieren eines Bereiches von Motordrehzahlen Wel/Wem benutzt, in dem ein hoher Wert des Motormoments Teh geliefert werden kann, Bei diesem Beispiel ist davon ausgegangen, dass die niedrige (für gutes Drehen) Motordrehzahl Wel 1200 Umdrehungen pro Minute beträgt und dass die hohe (oder maximale) Drehzahl Wem gleich 5000 Umdrehungen pro Minute ist.
Das Produkt Teh x Wem ist die Höchstleistung die der Motor liefern kann, was beim Punkt MP angegeben wird.
Die punktierte Vertikal/Horizontallinie E' stellt das vom Motor in der Betriebsart E gelieferte Moment dar.
Bei der niedrigen Motordrehzahl Wel kann die Motorleistung durch Vergrösserung des Moments auf den Wert, Teh durch progressives Oeffnen der Drossel gesteigert werden.
Hiernach kann ein weiterer Anstieg der Leistung bis zur Höchstleistung Teh x Wem durch Erhöhung der Drehzahl des Motors in Beantwortung eines weiteren Oeffnens der Drossel erhalten werden. Im Motordrehzahlbereich von ungefähr 1400 bis 3000 Umdrehungen in der Minute kann ein Moment entsprechend dem hohen Wert des Motormoments Teh während der Betriebsart F+E erhalten werden; dies wird mit der Klammerlinie (F+E)' angegeben. Dieser Bereich der Motordrehzahl entspricht im allgemeinen einem ausgewählten S chwungraddr ehzahlb er eich zwischen der niedrigen Schwungraddrehzahl Wfl und der hohen Schwungraddrehzahl Wfh. Fig.' 16 zeigt gleichfalls eine maximale Schwungraddrehzahl Wfm von beispielsweise 3600 Umdrehungen pro Minute.
Der faktische Wert des Momentes Tc, der durch die ,Antriebsvorrichtung auf der Antriebswelle für das Fahrzeug geregelt wird, Ist auf dem hohen Wert des Motormomentes Teh genormt. Dieses genomte Moment Tc/Teh wird als eine Funktion des Ausmasses der Erregung des Beschleunigungspedals, wie durch den Wert des Regelsignals Ra dargestellt, auf einen Höchstwert von Tc/Teh =4 geregelt, der dem Höchstdrehmoment entspricht, das im ersten Gang eines Herkömmlichen handbetätigten Getriebes bei vollständigem Eindrücken des Gaspedals erhalten werden könnte. Diese Morientbegreiizrng verhindert im vorliegenden Falle das Ueberlasten der stufenlos einstellbaren Uebersetzung. Das Verhältnis zwischen dem auf der Antriebswelle des Fahrzeugs geregelten Moment und dem Ausmass der Erregung des Gaspedals ist linear und in der graphischen Darstellung nach Fig. 17 gezeigt.
Die Linie T/E stellt das Verhältnis dar, wenn keine brauchbare Schwungradenergie verfügbar ist. Die Linie T/F, die steiler ist als die Linie T/E, stellt das Verhältnis dar, wenn brauchbare Schwungradenergie verfügbar ist. Die steilere Linie T/F bedeutet eine kräftige Reaktion des Gaspedals, wenn brauchbare Schwungradenergie verfügbar ist. Wenn Ra=0, wird ein kleines (-0,2) negatives Moment Tco geregelt. Dies ist dazu notwendig, ein Fahrzeug, das die Vorrichtung nach der Erfindung enthält, ergonomischer zu gestalten, was bedeutet, dass über einer bestimmten niedrigen Weggeschwindigkeit (z.B. 25 Neilen pro Stunde) hinaus scheinbares oder wirkliches motorisches Abbremsen erfolgt, wenn das Gaspedal nicht wie bei einer berkömmlichen Fahrzeugbeschleunigung erregt ist. Ein anderes Verhältnis, das gleichfalls darauf gerichtet ist, ein derartiges Fahrzeug ergonomischer zu machen, ist das, bei dem der Wert des geregelten Momentes auch zu einer Funktion der scheinbaren fahrzeuggeschwindigkeit Wt/ß gemacht wird, wodurch bei einem bestimmten Wert voll Ra verschiedene werde geregelten Momentes entsprechend der scheinbaren Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt werden. Das Verhältnis ist iii Fig. 18 dargestellt, in der die drei Kurven Tc/Teh in bezug auf Vd = =ßVd für Ra = 1, Ra = 0>5 und Ra = 0 aufgetragen sind. Wie aus der, Kurve Ra = 0,5 ersichtlich ist, wird das bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten geregelte genormte Höchstdrehmoment Tc/Teh proportional mit dem Erregungsausmass des Gaspedals herabgesetzt, Fig. 18 zeigt gleichfalls den negativen Wert des genormten Moments Tc/Teh, das vom Regelsignal Rb geregelt werden kann, das vom Bremspedal geliefert wird.
Die Anordnung ist derart dass für Werte von Rb) 0 ein proportionaler negativer Wert des genormten Moments -Tc/Teh neben einem möglichen von Ra = 0 geregelten negativen Moment geregelt wird. Dieser negative Wert wird auch zu einer fallenden Funktion der Fahrzeugge schwindigkeit gemacht, so dass bei sich vergrössernder Fahrzeuggeschwindigkeit der Wert des geregelten negativen Moments progressiv gesenkt wird. Die Kurve Rb =1 stellt die Grenzbedingung dar, die beim maximal rekuperativen Bremsen für einen Fahrzeggeschwindigkeitsbereich auftritt.
Sobald Rb > 1 auftritt, erfolgt herkömmliches Bremsen.
Der Bereich der Werte Rb=0 bis Rb=1 tritt in einem Anfangsteil des Bremspedaldrucks mit totem Gang auf.
Das Verhältnis zwischen rekuperativem und herkömmlichem Bremsen ist in Fig. 19 dargestellt, wobei -Tc und Rb gegen den Bremspedaldruck Fb aufgetragen sind. Wie aus der Kurve Rbc ersichtlich ist, steigt der Wert von Rb linear von 0 auf 1 für einen Teil lm des Druckes Fb mit tot cm Gang an und bleibt danach für den weiteren Druck Fb konstant. Die Kurve -Tcc stellt das negative Moment dar, das von Rb geregelt wird, wobei die Abhängigkeit von der fahrzeuggeschwindigkeit ignoriert wird, um die graphische Darstellung einfach zu halten. Nach dem Teil lm mit totem Gang erfolgt herkömmliches Bremsen, um ein negatives Moment (auf den Rädern) zu erreichen, wie durch die punktierte Linie Cb dargestellt ist. Das Gcsanitbremsen ist daher die Summe des rekuperativen und des herkömmlichen Bremsens, wie mit der punktierten Linie Tbc angegeben.
Neben dem Regelsignal Rt für die Einstellüng der Drossel liefert die Logikschaltung nach Fig. 13 auch ein berechnetes Motordrehzahlsignal Wec, , das für die Werte des Drosselregelsignals Rt herrschen muss, das hierdurch erzeugt wird. Dieses Signal Wec kann einen beliebigen Wert aus einer Au zahl möglicher Werte in dcr Betriebsart E besitzen. Diese Werte werden wie folgt berechnet. Das Momentregelsignal Tc gelangt an einen Abschwächter 1301 mit einem Abschwächungsfaktor 1/(5Teh).
Das Ausgangssignal dieses Abschwächters 1301 gelangt an einen Eingang eines Addierers 1302, dessen anderer Eingang ein Signal empfängt, das der Faktor 1 darstellt. Das Ausgangssignal des Addierers 1302 ereicht einen Vervielfacher 1303 mit einem verstärkungsfaktor 1200.
Das Ausgangssignal des Vervielfachers 1303 stellt die minimal annehmbare niedrige Motordrehzahl Wel = 1200 (1 + 0,2 [Tc/Teh] # ) dar. Dies ist ein erster berechneter Wert für Wec. Der Faktor 0,2 Tc/Teh steigert die annenhmbare niedrige Motordrehzahl Wel progressiv mit dem Anstieg des geregelten Moments, um den flotten Gang des Motors aufrechtzuerhalter. Das Signal Tc gelangt gleichfalls an einen Vervielfacher 1304, der auch das Signal Wd über einen Verstärker 1305 mit einem Verstärkungsfaktor 1 /Teh empfängt. Das Ausgangs signal des Vervielfachers 1304 bildet einen zweiten berechneten Wert für Wec = Wd.Tc/Teh, der Wec mit der Drehzahl Wd der Antriebswelle unter Berücksichtigung der Leistung, die von der Antriebsvorrichtung erfordert wird, im Zussammenhang bringt (d.h. Wec.Teh= Wd.Wc). Das Signal Wd wird gleichfalls einem Abschwächer 1306 mit einem Abschwächungsfaktor 1/1,5 zugeführt. Das Ausgangssignal des Abschwächers 1306 bildet einen dritten berechneten Wert für Wec=Wed/1,5 der den Wert von Wec in bezug auf das höhere Uebersetzungsverhältnise beschränkt, das von der stufenlos einstellbaren, Uebersetzung verwirklicht werden kann. Dieses Signal Wd/1 >5 ist das Signal, dos einem einzigen Eingang des Komparators 1307 in der logischen Regelschaltung nach Fig. 10c für E # F+E zuführt. Das Signal Ilii gelangt weiter an einen Verstärker 1307 mit einem Abschwächungsfaktor von -4, so dass Wcc gleichfalls gleich -4Wd sien kann. Dieser wert von Wec dient als ein Grenzwert, wenn die Rückwärtsbeschleunigung ausgewählt wird, und wird nur erzeugt, weiui das Wahlsignal R zum Bedienen von Schaltkontakten R/S1 auftritt, die wie die Schaltkontakte R/S nach Fig. 12 aus Kontakten eines Relais bestehen können, das beim Auftreten des Wahlsignals R erregt wird. Die Gleichrichter 1308-1311 neigen zum Zuführen der unterschiedlichen Signale Wec an eine gemeinsame Leitung 1312, die über einen Widerstand 1313 mit Erde verbunden ist (O Volt). Daher wird nur das Signal Wec mit dem höchsten wert der gemeinsamen Leitung 1313 zugeführt (über seinen betreffenden Gleichrichter), wobei die Gleichrichter, die sich auf die anderen Signale Wec beziehen, durch das Signal Wec mit dem höchsten Wert auf der gemeinsamen Leitung 1312 betrieben werden. Dieses grösste Signal Wec wird über einen Relaiskontakt 1341 einem Eingang eines Addierers 1314 zugeführt. Es gelangt gleichfalls über eine Leitung 1315 an die Logikschaltung nach Fig. 14. Die Kontakte 1341 werden durch ein Relais 1316 betätigt. Wenn die Schwungradkupplung erreC,t werdcn muss, , wird das Signal ER nach Fig. 11 einem Pufferverstärker 1317 zugeführt, dessen Ausgangssignal des Relais 1316 erregt. Der Kontakt 1341 wird dabei umgelegt, so dass Wc = Wf.
darin zweites dem Addierer 1314 zugeführtes Signal stellt -We dar, wobei dieses Signal vom Verstärker 1318 mit einem Verstärkungsfaktor x(-1) in Beantwortung des Signals s We geliefert wird, das-die momentane Motordrehzahl darstellt. Das Ausgangs signal des Addierers 1314 erreicht über einen Abschwächer 1319 mit einem Abschwächungsfaktor 1/1000 einen Eingang eines zweiten Addierers 1320. Ein Signal, das den Faktor 0,25 darstellt, gelangt an diesen Addierer 1320, dessen Ausgangssignal einen Eingang eines dritten Addierers 1321 erreicht. Das Ausgangssignal eines Abschwächers 1322 erreicht den zweiten Eingang des Addieres 1321; dieser Abschwächer 1322 hat einen Abschwächungsfaktor 1/10.Teh und empfängt das Signal Tc. Das Ausgangssignal des Addierers 1321 gelangt an einen weiteren Abschwächer 1323 mit einem Abschwächungsfaktor 1/Wem, wobei Wem die höchste Drehzahl'ist, die der Motor erreichen darf.
Das Ausgangssignal des Abschwächers 1323 gelangt an einen Eingang eines Verviclfachers 1324, dessen anderer Eingang das Signal We empfängt. Das Ausgangssignal des Vervielfachers 1324 ist das Drosselregelsignal Rt = We/Wem (0,25 + 10-³ (Wec-We)+ 0,1.Tc/Teh). Bei diesem Vergleich für Rt gibt der Term We/Wm eine allgemeine Drosseleinstellung, die vom Rest der Vergleichung ausgewertet wird, wobei + 0,25 ein stationärer Faktor ist, der ungefähr We bei Nullastzuständen gibt; +10-³(Wec-We) ist ein Servofaktor, der den Unterschied zwischen der berechneten Motordrehzahl und der faktischen Motordrehzahl angibt; der Term + 0,1 Tc/Teh gibt eine kleine Komponente für die Berücksichtigung der Leistung, die direkt vom Motor verlangt wird (statt nur über den Servofaktor). Dieses Regelsignal Rt, das während der Betriebsart E anwendbar ist, gelangt an eine Ausgangsleitung 1325 über drei Kontakte 1326, S/S und 1327.
Der Kontakt 1326 ist ein Relaiskontakt, der von einem Relais 1328 betätigt wird, das vom Ausgangssignal eines Pufferverstärkers 1330 erregt wird, der das Signal FCH* zum Laden des Schwungrades empfängt. Wenn der Kontakt 1326 betätigt wird, wird ein fester Wert Rt=Rt1 erzeugt, wobei Rtl der Wert ist, der den Motor ungefähr im Leerlauf drehen lässt, Der Kontakt S/S wird betätigt, wenn das Wahlsignal S auftritt, wodurch, wenn der Motor zunächst gestartet wird, Rt = Ra, was bedeutet, dass dies mit dem Erregen des Gaspedals in direktem Zusammenhang steht. Der Kontakt S/S ist vorzugsweise ein Relaiskontakt, der erregt wird, wenn das Wahlsignal S auftritt.
Der Kontakt 1327 ist: ein Relaiskontakt, das von einem Relais 1328 geregelt wird, das vom Ausgangssignal eines Pufferverstärkers 1331 erregt wird, dem das Regelsignal Fc zugeführt wird. Wenn der Kontakt 1327 betätigt wird, schliesst dieser Kontakt eine Schaltung zum Liefer eines Wertes des Drosselregelsignals Rt, das auf den Betrieb während der Betriebsart F+E anwendbar ist.
Ein Addierer 1332 liefert ein Signal, das.
den Unterschied zwischen der Schwungraddrehzahl Wf und dem hohen Richtwert Wfh der Schwungraddrehzahl darstellt.
Das Signal Wf gelangt an einen Eingang des Addierers 1332 über einen Verstärker 1333 mit einem Verstärkungsfaktor x(--1), Das Signal Wfh = 3000 (Umdrehungen pro Minute), wenn nicht das Zusatzleistungsprogramm EP ausgewählt werden ist; in diesem Falle Wfh = 3500 (Umdrehungen pro Minute).
Ein Schaltkontakt EP/S wird betätigt, wenn das Zusatzleistungsprogramm ausgewäht ist; dieser Kontakt EP/S ist z.B. ein Relaiskontakt, der voI,q Wahlsignal EP erregt wird. Das Ausgangssignal des Addierers 1332 erreicht einen Abschwächer 1334 mit einem Abschwächungsfaktor 1/200.
Das Ausgangssignal des Abschwächers 1334 erreicht einen Eingang eines Addierers 1135, dessen anderer Eingang das Signal empfängt, das den Faktor 1 darstellt0 Das Ausgangssignal des Addierers 1335 stellt 1- ß dar, wobei # = (Wf - Wfh)/200. Dieses Ausgangssignal gelangt an einen Eingang des Vervielfachers 1136, dessen anderer Eingang ein Signal empfängt, das Wf/Wem darstellt und von einem Abschwächer 1337 mit einem Abschwächungsfaktor 1/Wem in Beantwortung des Signals Wf geliefert wird. Ein Komparator 1338 bestimmt, ob Wf > Wfh auftritt, und liefert ein "1"-Ausgangssignal, wenn dieser Bedingung entsprochen wird. Dieses Ausgangssignal gelangt an einen Pufferverstärker 1339, dessen Ausgangssignal ein Relais 1340 erregt, das einen Relaiskontakt 1342 steuert. Es stellt sich also heraus, dass bei Wf < Vfh (Relais 1340 nicht errcgt), Rt = Wf/Wem. Bei Vf>Vfh (Relais 1340 erregt) rt = Wf/Wem (1-#) = Wf/Wem.[1-(Wf-Wfh)/200]. Bei dem ersten Vergleich wird die Einstellung der Drossel einfach als der Bruchteil der Schwungraddrehzahl in bezug auf die maximale Motordrehzahl bestimmt, was ungefähr die Drossel einstellung für minimalen spezifischen Kraftstoffverbrauch ergibt. Beim zweiten Vergleich wird diese Drosseleinstellung auf einen niedrigeren Wert angesetzt, um zu vermeiden, dass die Schwungraddrehzahl Wfh bedeutend überschreitet.
Fig. 14 zeigt die Logikschaltung zum Berechnen des Momentregelsignals (Tc)Tc'. Diese Logikschaltung berücksichtigt bestimmte Faktoren zum Berechnen des Wertes des Signals Tc1 beim Auftreten der Betriebsart E neben anderen Faktoren, die beim Auftreten der Betriebsarten F und F+E betrachtet werden. Ein Relaiskontakt 1401, der vom Relais 1328 nach Fig; 13 gesteuert wird, bestiimt, welche Faktoren angewandt werden.
Zunächst folgt eine Beschreibung des ersten Teiles der Berechnung für das Signal Tc' für die Betriebsart E.
Diese Berechnung wird vor einem Teiler 1402, einem Addierer 1403, einem Verstärker 1404, einem zweiten Addierer 1405 und einem Vervielfacher 1406 durchgeführt.
Der Teiler 1402 liefert ein Ausgangssignal, das-We/Wec in Beantwortung der Signale We und Wec darstellt; das letztgenannte Signal erscheint auf der Leitung 1315 in der Logikschaltung nach Fig. 13. Dieses Ausgangssignal des Teilers wird um den Faktor -1 im Addierer 11103 erhöht, dessen Ausgangssignal dem Verstärker 1404 zugeführt wird. Dieser Verstärker 1404 hat einen Verstärkungs faktor X1,5 und bei seinem Ausgangssignal wird +1 vom Addierer 1405 addiert. Das sich ergebende Signal am Eingang des Vervielfachers 1406 stellt (1+1,5 [We/Wec-1]) dar, Der Faktor 1,5(We/Wec-1) wird zwei Herabsetzen der Motorbelastung berücksichtigt, wenn We kleiner als die geregelte, Geschwindigkeit Wec ist.
Der Rest der Logikschaltung liefert einen berechneten Wert für das Momentregelsignals Tc, das bei den Betriebsarten F und F+E (wenn Tc = Tc1) verwendet wird, aber das im Vervielfacher 1406 mit dem oben abgeleiteten sich ergebenden Signal vervielfacht wird, um einen Wert von Tc' für die Betriebsart 1 zu erhalten.
Die niedrige Richtdrehzahl des Schwungrades (Wf1), die auch für die Logikschaltungen 10a bis 10c verwendet wird, die die Betriebsarten steuern, wird mit Hilfe dreier Verstärker 1407, 1408 und 1409 und eines Addierers 1410 erhalten. Das Signal Wd gelangt an die Verstärker 1407 und 1408, die einen Verstärkungsfaktor von X(-200ß) bzw. X40ß besitzen. Die Ausgangssignale dieser zwei Verstärker gelangen über betreffende Gleichrichter 1411 und 1412 an eine gemeinsame Leitung 1413, die über einen Widerstand 1414 mit Erde verbunden ist (O Volt). Der Verstärker 1409 empfängt das Signal Ra und hat einen Verstärkungsfaktor x4000. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers erreicht einen Eingang des Addierers 1410, dessen andercr Eingang ein Signal empfängt, das 1 1600 (Umdrehungen pro Minute) darstellt. Das Ausgangssignal des Addierers 1410 wird über einen Gleichrichter 1415 der gemeinsamen Leitung 1413 zugeführt. Auf diese Weise erscheint über dem betreffenden Gleichrichter auf der gemeinsamen Leitung 1413 das grösste Signal, so dass die anderen Gleichrichter in der Sperrichtung gesteuert werden0 Das grösste Signal stellt das Signal Wfl für den niedrigen Richtwert der Schwungraddrehzahl dar, das einem Verstärker 1416 mit einem Verstärkungsfaktor x(-1) zugeführt wird. zu 1 1600 Umdrehungen pro Minute sind eine angenommene niedrige Geschwindigkeit für Wfl. Durch Addieren des Faktors 400Ra bei dieser Zahl wird der Wert von Wfl progressiv vergrössert, je nachdem sich Ra vergrössert, auf einen Wert Wfl = 2000 bei Ra=1. Der Effekt dieser Massnahme ist das Beschränken des maximalen Drehmoments Ti, das am Eingang der stufenlos einstellbaren Uebersetzung zufolge des Schwungrades und des Motors vorhanden sein kann (d.h. auf der Welle 10 nach Fig. 1). Dies ist in Fig. 20 dargestellt, worin eine Kurve Ra=1 für Ti gegen Wp(=We=Wf) aufgetragen ist. Wenn Tim der maximal zulässige Wert von Ti ist, wird dieser Wert Überschritten, wenn Wfl=1600 bei Ra=1, Indem jedoch Wfl zu einer Funktion von Ra gemacht wird, vergrössert sich Wfl auf 2000 bei Ra=1 beim Drehmomentgrenswert Tim. Da Wf1 eine Aenderung der Betriebsart bestimmt, erfolgt immer eine Aenderung von der Betriebsart E nach der Betriebsart F wenn der Eingangsdrehmomentgrenzwert der stufenlos einstellbaron Uebersetzung erreicht wird. Danach kann die Motordrehzahl erhöht werden, um die Leistungsachfrage bei einem herabgesetzten Drehmoment aufrechtzuerhalten.
Wfl wird auf Wd.40ß zugunsten des verfügbaren Verhaltungsbereichs der stufenlos einstellbaren Uebersetzung begrenzt Dies ist in Fig. 21 dargestellt, in der die Schwungraddrehzahl Wf gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit Vd=Wd aufgetragen ist. Bei einem Uebersetzungsverhältnis, das in z.B. 25 Meilen pro Stunde/1000 Umdrehungen pro Minute ergibt, kann Wfl 1600 bei Vd=40 sein, aber muss auf 2000 bei Vd=50 ansteigen. Ueber Vd=50 steigt Wfl wie eine Linearfunktion der Fahrzeuggeschwindigkeit. Dies gibt eine Rate in bezug auf die Uebersetzung, so dass für Vd=5O bis 60 (wie auch unterhalb 50) das Schwungrad erneut unter Verwendung eines höheren Uebersetzungsverhältnisses angeschlossen werden kann; hierbei liegt die Grenze bei 30 Meilen pro Stunde/1000 Umdrehungen pro Minute; Wf1 beschränkt sich gleichfalls auf -200Wd. ß, um den beschränkten Uebersetzungsbereich im Rückwärtsgang zu berücksichtigen. Wenn das Fahrzeug im Rückwärtsgang# steht, ist Wd negativ, wodurch Wf1 einen negativen Wert hat. Dei einem kleinen Uebersetzungverhältnis im Rückwärtsgang von z.B. 5 Meilen pro Stunde/100 Umdrehungen pro Minute wird die Drehzahl des Schwungrades eine Linearfunktion der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem niedrigen Negativwert von Vd.
In Fig. 14 wird das Ausgangssignal des Verstärkers 1416 einem Eingang eines Addierers 1417 zugefüllrt, dessen zweiter Eingang das Signal Wf empfängt. Das Ausgangssignal des Addierers 1417 stellt (Wf-Wf1) dar und gelangt an einen Abschwächer 1418 mit einem Abschwächungsfaktor # = 3/104. Dieser Faktor # ist ein Leistungszunahmefaktor, der eine zusätzliche Schwungrad drehzahl Über Wfl ergibt. Diese zusätzliche Drehzahl wird zum Definieren des Bruchteiles der Zusatzleistung über Wem.Teh verwendet, der in der' Betriebsart F+E bei Ra- 1 geliefert wird. Ein Gleichrichter 1419 klemmt das Ausgangssignal des Addierers 1417 auf Erde (O Volt), wenn dieses Signal dazu neigt, negativ zu werden (d.h, Wf1>Wf). Das Ausgangssignal des Abschwächers 418 erscheint an einer Klemme eines Schaltkontaktes EP, P/S.
Dieser Schultkontakt führt normalerweise ein Signal, das den Faktor 0 darstellt wenn nicht das Leistungsprogramm oder das Zusatzleistungsregelprogramm ausgewählt worden ist. Das Auswahlsignal P oder EP kann ein Relais erregen, das den Kontakt P, EP/S steuert, wodurch das Ausgangssignal des Abschwächers einem Eingang eines Addierers 1420 statt das Faktors 0 zugeführt wird. Der andere Eingang des Addierers 1420 empfängt ein Signal, das den Faktor 1 darstellt. Das Ausgangssignal des Addierers 1420 wird einem Eingang eines Vervielfachers 1421 zugeführt Ein zweiter Eingang dieses Vervielfachers 1421 empfängt das Ausgangssignal eines Teilers 2422, von dem ein Eingang das Signal Wd empfängt und von dem der andere Eingang das Ausgangssignal eines Verstärkers 1423 empfängt. Der Verstärker 1423 besitzt einen Verstärkungs faktor x1000/b und empfängt das Signal Ra.
Das Ausgangssignal des Vervielfachers 1431 gelangt an einen Eingang eines Addierers 1424, dessen anderer Eingang das Ausgangssignal eines Abschwächers 1436 mit einem Abschwäohungsfaktor'1/5 empfängt. Dieser Abschwächer 1436 empfängt das Ausgangssignal eines Addierers 1437, der das Signal Ra und ein weiteres Signal, das den Faktor -1 darstellt, empfängt. Der Abschwächer 1436 liefert also ein Ausgangssignal, das eine kleine negative Komponente von Tc darstellt und mit Ra kleiner wird. Dieses Signal wird gleich 0 bei Ra=1. Der Effekt dieser negativen Komponente ist in den Ra-Kurven in Fig. 18 dargestellt, die einen -.1-Schritt bei der Kurve Ra=0,5 und einen -.2-Schritt bei den Kurven Ra=O und Rb=1 ergibt. Es gibt keinen negativen Schritt bei der Kurve Ra=1. Das Ausgangssignal des Addierers 1424 gelangt an einen Eingang eines weiteren Addierers 1425.
Ein zweiter Eingang dieses Addierers 1425 empfängt das Ausgangssignal eines Vervielfachers 1426. Das Signal Rb erreicht einen Eingang dieses Vervielfachers 1426 und das Ausgangssignal eines Addierers 1427 wird einem zweiten Eingang des Vervielfachers zugeführt, Ein Abschwächer 1428 mit einem Abschwächungsfaktor ß/200 liefert ein Eingangssignal zum Addierer 1427 in Beantwortung des Signals Wd. Ein Signal, das den Faktor -0,7 darstellt, wird einem zweiten Eingang des Addierers 1427 zugeführt.
Das Ausgangs signal des Addierer 1424 gelangt über einen normalerweise geschlossenen Relaiskontakt 1429 an den erwähnten einen Eingang des Addierers 1425.
Dieser Relaiskontakt 1429 wird von einem Relais 1430 gesteuert, das vom Ausgangssignal eines Pufferverstärkers 1431 erregt wird. Ein Komparator 1432 führt ein "1"-Ausgangssignal dem Eingang des Pufferverstärkers 1431 bei 25/ß>Wd zu. Weise das Relais 1430 erregt wird, schaltet der Kontakt 1421 deshalb um, das Ausgangssignal eines Vervielfachers dem erwähnten einen Eingang des Addierers 1425 zuzuführen. Dieser Vervielfacher 1433 hat einen Vervielfachungsfaktor x4 und empfängt das Signal Ra an seinem Eingang.
Das Ausgangssignal des Addierers 1425 gelangt an einen weiteren Vervielfacher 1434 mit einem Verstärkung faktor xTeh, Ein Gleichrichter klemmt das Eingangs signal des Vervielfachers 1434 auf einem Bezugssignal, das den Faktor +4 darstellt, um zu vermeiden, dass der Wert des geregelten Drehmomentes 4 Teh überschreiten aknn. Das Ausgangssignal des Vervielfachers 1434 stellt das Drehmomentsignal Tc dar, das für die Betriebsart F und die Betriebsart F+E das Signal Tc' bildet0 Für die Betriebsart E, bei der der Kontakt 1401 umschaltet, ist das Signal Tc' das Ausgangssignal des Vervielfachers 1406.
Es ist aus der Logikschaltung nach Fig. , 14 deutlich ersichtlich, dass das Drehmomentregelsignal Tc' einen von folgenden Werten haben kann: Tc = Teh [f1 (Ra) + f(Rb)] bei Vd < 25 eilen pro Stunde.
Tc=Teh [f2(Ra) + f(Rb)] bei Vd > 25 Meilen pro Stunde beim Normal- und Niederbelastungsregelprogramm.
Tc = Teh [f3(Ra) + f(Rb) bei Vd > 25 Meilen pro Stunde bei den Regelprogrammen für Leistung und Zusatzleistung.
f1(Ra) = 4Ra und bedeutet die erwähnte Drehmomentbeschränkung von 4 Teh, was ungefähr das Antriebswellenmoment darstellt, , das im ersten Gang eines von Hand bedienten Getriebes verfügbar ist.
f2(Ra)= 100Ra/Vd - 0,2 (1-Ra) f3(Ra)0 100(Ra/Vd) [1 + # (Wf-Wf1]- 0,2(1-Ra) Der Faktor 100/Vd ist Wcm/Wd, der dadurch in der Gleichung für f2(Ra) bestimmt, , dass die geregelte Leistung (=TcWd) gleich Teh. Wem bei Ra=1 ist. Die Geschwindigkeit von 25 Meilen pro Stunde, unter der die Drehmomentbeschränkung auftrifft, stammt aus Ra=1 und Tc = 4Teh bei der zweiten Gleichung für Tc.
# (Wd-Wf1) ist der bereits beschriebene Verstärkungsfaktor und -0,2(1-Ra) ist der Korrekturfaktor für Ra, der gleichfalls bereits beschrieben wurde.
f(Rb) = -(0.7 - 5 x 10-³ Vd) ist die negative Komponente des geregelten Drehmoments, die bereits beschrieben wurde.
Diese Gleichungen für Tc beziehen sich auf die Betriebsarten F und F+E, für die Tc' = Tc. Für die Betriebsart E, Tc' ist gleich Tc[1 + 1,5 (We/Wec.1)] Der eingeklammerte Term, der Tc vervielfacht, ist eun Reduktionsfaktor, der vorübergehend den geregelten Wert von Tc herabsetzt, um eine Vergrösserung der Drehzahl des Motors bei der Betriebsart E nach einem Uebergang F+E # E zu ermöglichen.
Im Rahmen der Erfindung sind mehrere Abwandlungen möglich. Z.B. könnten die Drehmomentwandler auch eine Daf-Variomatic-Uebersetzung mit einem Band antrieb enthalten (siehe "Automobile Engineer", Dez.1962, Seiten 494 bis 500), wobei das Verhältnis des Antriebs durch Aenderung der Belastung auf die Antriebsscheibe mit Hilfe eines variablen Flüssigkeitsdruckes geändert werden könnte, der durch Logikschaltungen geregelt wird, wie hier beschrieben, wobei die Antriebsscheibenbelastung zum Liefern der Drehmomentreaktion für Servozwecke dient.
Eine andere Möglichkeit besteht aus dem Gebrauch einer hydrostatischen Uebersetzung aus z.B. einer variablen Presspumpe und einem variablen Verschiebungsmotor.
Eine derartige Uebersetzung liefert selbstverständlich gleiche Geschwindigkeiten und Leistungen im Vorwärtswie im Rückwärtsgang und kann mit einer Epizikelübersetzung vorteilhaft kombiniert werden, um geringere Rückwärtsgeschwindigkeiten und grössere Vorwärtsgeschwindigkeiten zu liefern, so dass hydrostatische Einheiten mit einer niedrigeren Leistung verwendet werden können.
Bei hydrostatischen Uebersetzungen mit festen Verschi¢bungsmotoren ist das Ausgangsmoment dein Druck direkt proportional.
Die Drehzahlen der verschiedenen Wellen der Antriebsanordnung können mit Hilfe von Halleffekttransduktoren gemessen werden, die Signale aus einer Anzahl von Einschnitten auf den betreffenden Wellen ahleiten (z.B. die Metallzahnringe, die mit der Welle rotierbar sind), wobei die Regelschaltung für jeden Transduktor zwei Zähler enthält, die die Signale des Transdulctors, die in aufeinanderfolgenden Zeiträumen auftreten, abwechselnd empfangen. Der Unterschied zwischen den Stellungen der zwei Zähler stellt dabei die Aenderung in der Drehzahl der Welle für aufeinanderfolgende Zeiträume dar. Die Drehzahl einer Welle kann auch durch Anordnung eines Frequenzoszillatortaktgebers (# 5 MHz) in der Regelschaltung, dessen Frequenz durch eine Oberflächenwellenanordnung geregelt werden kann, und durch Addieren der Schwingungszahl zwischen aufeinanderfolgenden Signalen von einen Einschnitt auf der Welle ausgemessen werden. Eine genaue Messung kann dadurch erhalten werden, dass die Zählstellungen für z,B. 10 Umdrehungen der Welle addiert werden, und Aenderungen in der Drehzahl der Welle können dadurch gefunden werden, dass die bereits beschriebenen Unterschiede genommen werden.
Das Messen der Schwungraddrehzahl kann sehr genau erfolgen, z.B. mit einer Genauigkeit von 1/10.000 zum exakten Bestimmen des vom Schwungrad geliefereten Drehmoments.
Die auf diese Weise abgel.eiteten Drehsignale können leicht in Gleichspannungspegel zum Zuführen an die beschriebenen Logikschaltungen umgewandelt werden.
Die Komponente des geregelten Drehmoments Tc, die vom Schwungrad geliefert werden kann, kann auch mit Hilfe der nachstehend erwähnten Gleichungen (1) bis (9 ) erhalten werden, die diese Komponente in bezug auf die Aenderung des Eingangs/Ausgangsdrehzahlverhältnisses der stufenlos einstellbaren Uebersetzung bestimmen.
Diese Komponente kann bei der (möglichen) Komponente addiert werden, die, wie mann annimmt, von Motor aus den bekannten Werten Rt und We geliefert wird.
Wenn das Schwungrad nur mit der Antriebswelle des Fahrzeugs gekoppelt ist, (die Motorkupplung ist abgeschaltet), beträgt das an die Antriebswelle dos Fahrzeugs gelieferte Drehmoment (Tp); Tp = -3VI dWf e = @@@ = # @@ dt wobei -3V das (variable) Gesamtübersetzungsverhältnis zwischen dem Schwungrad und der Antriebswelle des Fahrzeugs, I das Trägheitsmoment des Schwungrades (z.B. 0,5 Kgm²), Wf die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades, un.d e die Leistungsübersetzungswirksamkeit des Schwungrades der Fahrzeugantriebswelle ist.
Aber Wf = 3Vwp (2) : ### = Wp ## ##### (3) Aus der Gleichung (3) erfolgt: Die Gleichung (4) ergibt, dass zum Erhalten von Tp=Tc (das gewünschte Drehmoment) die Regelschaltung den ge't'Ünschten Wert von dV/dt aus dem gemessenen Wert von Wf und dem gemessenen Wert von 3/ (=Wf/Wp) berechnen kann, wenn nur der Wert von dWp/dt eingeschätzt werden kann.
Zum Abschätzen des Wertes von dWp/dt; ### = ####### (5) wobei Td die verzögerte Gesamtkraft auf das Fahrzeug in bezug auf die Antriebswelle des Fahrzeugs, und Ive das äquivalente Trägheitsmoment des Fahrzeugs in bezug auf die Antriebswelle des Fahrzeugs ist.
wobei Mv die Masse des Fahrzeugs (für ein'kennzeichnendes beladenes Gewicht), Rw der Radius der angetriebenen Räder, und N das Wellenverhältnis zwischen der Antriebswelle und den Rädern ist.
Durch Substituieren der Gleichung (5) in die Gleichung (4); Die Gleichung 8 zeigt den Wert von dV/dt, der für einen bestimmten Wert von Tp erforderlich ist (nämlich der Wert Tc, der vom Fahrer erwünscht wird), wobei Td der einzige Unbekannte ist, Eine Grundstrategie zum Regeln könnte sich' auf dem Annehmen eines Wertes für Td(Td(t)) basieren, der im wesentlichen der gleiche Wert von Td ist, der während des letzten Zeitintervalls Td(t-#t) gefunden wird. In diesem Zeitintervall wird der mittlere Wert von Tp aus der Gleichung (4) berechnet (die Differentialen werden dabei durch endliche Unterschiede ersetzt). Unter Verwendung dieses Wertes von Td wird der Wert von Td mit hilfe der Gleichung (5) berechnet.
Zum Erhalten eines stabilen Regelsystems sei angenommen, dass wobei Td'(t-#t) der Wert ist, der während des letzten Intervalls angenommen wird, und m eine Zahl zwischen 0 und 1 ist, typisch angenommen als 21.
Bei der kompleten Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 wird das Regel signal Ra von einem Potentiometer in Beantwortung des Erregens des Gaspedals und das Regelsignal Rb durch einen Drucktransduktor in Beantwortung des Erregen des Bremspedals gebildet, Nach einer weiteren Ausführungsform können Potentiometer oder Drucktransduktoren zum Liefern der beiden Regelsignale Ra und Rb verwendet werden.
Für Anwendung in einem Fahrzeug enthält die Antriebsvorrichtung vorzugsweise Signallampen, um dcm Fahrer fli signalisieren, welches Regelprogramm er ausgewählt hat. Weitere Lampen könnten anzeigen, dass das Schwungrad brauchbare Energie speichert (z.B. Wf > Wf1+200) und die Drezahl des Schwungrades zu hoch ist (Wf > Wfm).
Bei der Anwendung der Antriebsvorrichtung in einem Übrigens herkömmlichen Fahrzeug muss der Dynamo des Fahrzeugs von der Eingangswelle zur stufenlos ein stellbaren Uebersetzung angetrieben werden, die immer angetrieben wird, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist.
Auch muss die Wasserpumpe elektrisch getriebetl werden, um erforderlichenfalls einen Wasserkreislauf zum Erwärmer in der Betriebsart F auszulösen, Der Ventilator muss auch elektrisch getrieben werden, aber dies ist bereits oft der Fall, Eine flexible Kupplung zwischen dem Motor und dem Schwungrad (z.B. zwischen der Motorkupplung und der Kegelübersetzung) kann erforderlich sein. Obgleich die Federn der Kupplungsplatte einige Flexibilität geben, würde sich die Resonanzfrequenz für Torsionsschwingungen sonst ungefähr 10.000 Umdrehungen pro Minute nähern und könnten niedrigere IIarmonischen in der Betriebsart F+E auftreten (von der pulsierenden Motorleistung gefördert), Die flexible Kupplung muss die Resonanzfrequenz auf ungefähr 1000 Umdrehungen pro Minute zurückbringen; dieser Wert liegt ausserhalb des normalen Betriebsbereiches, Beim Beschleunigen des Schwungrades vom Stillstand aus rutscht die Motorkupplung bis 1000 Umdrehungen pro Minute und darüber und auf diese Weise können keine Drehmorlentschwankungen in den kritischen Drehzahlbereich übertragen werden. L e e r s e i t e

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug auf Rädern, mit einem Motor, einem Schwungrad, Kupplungsmitteln, die den Motor, das Schwungrad und eine Antriebswelle miteinander verbinden können, mit einem Drehmomentenwandler, der die Verbindung mit der Antriebswelle bildet, mit Mitteln zum Regeln der vom Motor gelieferten Leistung und des Eingangs/Ausgangsverhältnisses des Drehmomentenwandlers und zum selektiven Betätigen der Kupplungsmittel derart, dass die Anordnung in einem der nachstehenden Betriebsarten arbeiten kann: "Motor allein", wobei nur der Motor mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden ist, "Schwungrad allein", wobei nur das Schwungrad mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden ist, und "Schwungrad + Motor", wobei das Schwungrad und der Motor beide mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelmittel durch elektronische Regelmittel gesteuert sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmittel zum Kuppeln und Entkupplen des Schwungrads am Eingang der Drehmomentenwandler derart eingerichtet sind, dass nach Lager@@@@@@@ dem Schwungrad ein kleines Drehmoment ununterbrochen zugeführt wird, um die Schwungraddrehzahl über einem spezifierten niedrigen Wert zu halten, wobei das Schwungrad als entladen betrachtet wird.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte kleine Drehmomenten auf dem Schwungrad übertragen wird, wenn die Motordrehzahl grösser ist als die spezifierte niedrige Drehzahl unter Verwendung einer Zentrifugaleinrichtung.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Kupplungsmittel für das Schwungrad normalerweise nicht betätigt werden, um die erwähnte Entkupplung zu bewirken, und hydrualisch mit Hilfe eines Flüssigkeitsdruckes zum Herstellen der erwähnten Kupplung betätigt werden können.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmittel zum Kuppeln und Entkuppeln des Motors am Eingang der Drehmomentenwandler eine Zentrifugaleinrichtung enthalten, die die erwähnte Kupplung herstellen, wobei diese Kupplungsmittel weiter derart ausgeführt sind, dass die erwähnte Kupplung und Entkupplung auch hydraulisch mit Hilfe von Flüssigkeitsserück hergestellt werden kann.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Schwungrades mit der Drehzahl des Motors mit einem reduzierenden Drehzahlverhältnis in Zusammenhang gebracht wird.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte reduzierende Drehzahlverhältnis grösser ist als 2 1/2:1.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximum/Minimum-Verhältnis der Schwungraddrehzahl von ungefähr 2:1 zum Liefern bracuhbarer Schwungradenergie ausgewählt ist, so dass ungefähr 75% ige Verfügbarkeit der Gesamtschwaungradenergie entsteht.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" die Maximale Schwungraddrehzahl, bei der der Motor zum Liefern von Leistung angewandt wird, niedrig genug ist, eine Drehzahlrate übrig zu lassen, die für rekuperatives Bremsen verwendet werden kann.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Restverzögerung des Motors bei der maximal zulässigen Drehzahl des Schwungrades zum Stabilisieren der Schwungraddrehzahl in der Betriebsart "Schwungrad + Motor hoch genug ist, um eine zu hohe Drehzahl des Schwungrades zu vermeiden.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentenwandler aus einer zuvor beschriebenen stufenlos einstellbaren Perbury-Uebersetzung in Verbindung mit einer Epizikelübersetzung besteht.
120 Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Motor ein Verbrennungsmotor ist.
130 Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die von den elektronischen Regelmitteln ausgeübte Regelung derart ist, dass sich die Motordrehzahl und das Drehmoment auf einen Bereich für minimalen spezifischen Kraftstoffverbrauch des Motors beziehen, wobei zumindest für einen Teil der Zeit der Motor in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" verwendet wird
14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die von den elektronischen Regelmitteln ausgeübte Regelung derart ist, dass die Motordrehzahl auf einen niedrigen (Leerlauf)-Wert herabgesetzt wird, wenn der Motor nicht verwendet wird.
15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die von den elektronischen Regelmitteln ausgeübte Regelung derart ist, dass die Motorzündung abgeschaltet wird, um die Motordrehzahl auf Null zu reduzieren, wenn der Motor nicht verwendet wird.
16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum erneuten Starten des Motors die elektronischen Regelmittel die Motorzündung einschalten und die Kupplungsmittel zum Kuppeln des Motors mit dem SchWungrad betätigen, um im Schwungrad gespeicherte Energie zum Drehen des Motors für erneutes Starten zu benutzen.
17. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Regelmittel Hysterese liefern, wodurch ein Uebergang in den Betriebsarten nicht unmittelbar von einem umgekehrten Uebergang in den Betriebsarten gefolgt werden kann.
18. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Transduktoren zum Liefern einer Anzahl Drehzahlsignale, die je die Drehzahlen der Schwungradwelle, der Ausgangswelle des Motors und der Ausgangswelle des Drehmomentenwandlers darstellen und Detektoren angeordnet sind, die auf das Erregen der Fahrzeugantriebsmittel und Fahrzeugverzögerungs mittel ansprechen, um Eingangsregelsignale zu liefern, die dem Ausmass der Erregung entsprechen, wobei die elektronischen Regelmittel auf diese Signale ansprechen, indem sie Ausgangsregelsignale zum Bestimmen der Drehzahl des Motors und des Eingangs/Ausgangsverhältnisses des Drehmomentenwandlers und gleichfalls zum Bestimmen der Verbindung zwischen dein Motor, dem Schwungrad und der Antriel>swelle des Fahrzeugs liefern.
19. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Transduktor zur Lieferung eines Drehzahlsignals angeordnet ist, das die Drehzahl der Eingangswelle des Drehmomentenwandlers darstellt.
20. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19.

in Ergänzung des Anspruchs 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucktransduktor zum Herleiten eines weiteren Eingangssignals angeordnet ist, das den Flüssigkeitsdruck darstellt, der das Eingangs/Ausgangsverhältnis der Perbury-Uebersetzung darstellt.
21. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Detektoren die auf die Erregung der Regelelemente zum Antreiben und Verzögern des Fahrzeugs ansprechen, Drucktransduktoren sind.
22. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Detektoren, die auf das Erregen der Regelelemente zum Antreiben und Verzögern des Fahrzeugs ansprechen, Potentiometer sind.
230 Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in bezug auf den Detektor, der auf das Erregen des Regelelements zum Verzögern des Fahrzeugs anspricht, das Eingangsregelsignal aus diesem Detektor von einem Mindestwert zu einem Höchstwert über ein zunachst beschralites Ausmass der Erregung des erwähnten Regelelements schwanken kann, wobei die elektronischen Regelmittel auf das Regelsignal ansprechen, um rekuperatives Bremsen zu ermöglichen, und wobei weiteres t'rregeii des Regelelements herkömmliches Bremsen des Fahrzeugs ergibt.
24. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Eingangsregelsignale Leistung darstellen, die auf der Antriebswelle des Fahrzeugs als positives bzw. negatives Drehmoment geregelt wird.
25. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsregelsignal des Detektors, der auf das Erregen des Regelelements zum Antreiben des Fahrzeugs anspricht, einen Befehllfür ein kleines negatives Drehmoment auf der Antriebswelle des Fahrzeugs über einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, wenn dieses Regelelement nicht erregt ist.
26. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das geregelte positive Drehmoment über einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit auf der maximalen Motornennleistung in allen Betriebsarten genormt ist.
27. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich das maximale positive Drehmoment, das geregelt werden kann, auf ein spezifiziertes Vielfaches des maximal zulässigen Motordrehmoment 5 bes chr<'&nlt.
28. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad bei einer bestimmten niedrigen Richtdrehzahl als entladen betrachtet wird.
29. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte niedrige Richtdrehzahl für das Schwungrad als eine Funktion der Drehzahl der Antriebswelle des Fahrzeugs ab einem bestimmten angenommenen Wert über einer spezifischen Drehzahl der Antriebswelle des Fahrzeugs ansteigt, und/oder ab dem erwähnten festen angenommenen Wert als eine Funktion des auf der Antriebswelle des Fahrzeugs geregelten Drehmoments ansteigt.
30. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 29 in Ergänzung des Anspruchs 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das geregelte positive Drehmoment auf der maximalen Motornennleistung genormt ist, die um einen Faktor erhöht ist, der grösser wird, je nachdem die Schwungraddrehzahl höher wird als die erwähnte niedrige Richtdrehzahl.
310 , Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Regelmittel wie folgt ansprechen: (i) wenn sich das Schwungrad in der Betriebsart "Schwungrad allein" vollständig entladen hat, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" um, (ii) wenn sich das Schwungrad in der Betriebsart "Schwungrad allein" überlastet hat, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" um, (iii) wenn sich das Schwungrad in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" überlastet hat, halten sie diese Betriebsart aufrecht, (iv) wenn sich das Schwungrad in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" vollständig entladen hat, schalten, sie nach der Betriebsart "Motor allein" abhängig von der Bedingung (v) um, (v) sie schalten unter der Bedingung (iv) nur dann nach der Be-triebsart "Motor allein" uni, wenn der Motor ungenügende Leistung zum erneuten Aufladen des Schwungrades in der Betriebsart "Schwungrad allein" liefern kann, (vi) wenn sich das Schwungrad in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" vollständig aufgeladen hat, schalten sie nach Betriebsart "Schwungrad allein" um, (vii) wenn die Schwungradgeschwindigkeit in der Betriebsart "Motor allein" zu niedrig ist, um hinsichtlich der annchmbaren Mindestgeschwindigkeit des Motors synchron nachgeschaltet zu werden, halten sie die Betriebsart "Motor allein" aufrecht, (viii) wenn die Schwungradgeschwindigkeit in der Betriebsart Motor allein1, zu niedrig ist, um hinsichtlich der herrschenden Geschwindigkeit der Antriebswelle synchron nachgeschaltet zu werden, halten sie die Betriebsart "Motor allein" aufrecht, (ix) wenn in der Betriebsart "Motor" allein11 Leistung zum Aufladen des Schwungrades verfügbar ist, schalten sie nach der Betriebsart "Motor + Schwungrad" um,
32. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Regelmittel derart ansprechen, dass sie indirekt die Bedingungen (vii), (viii) und (ix) gemäss Anspruch 31 erfüllen, indem die Motordrehzahl in der Betriebsart "Motor allein" auf geeignete Weise, geregelt und gleichzeitig nur ein Uebergang nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" bewirkt wird, wenn die Drehzahlen des Motors und des Schwungrades synchronisiert sind, wobei die Motordrehzahl derart gei'e,ge-'lt wird, dass sic immer über der mindest annehmbaren Motordrehzahl unter der Bedingung (vii) liegt, so dass diese Bedingung zusammen mit der Bedingung (viii) wirksam gemacht wird, weil der Motor bereits mit der Antriebswelle für das Fahrzeug verbunden ist, während die Bedingung (ix) gestellt wird, indem eine genügend hohe Motordrehzahl für einen bestimmten Wert der zum Antreiben erforderlichen Leistung verwendet wird, so dass das Motordrehmoment in der Betribsart "Motor allein" kleiner ist als das maximale Drehmoment, das der Motor in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" liefern Liuss.
33. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Regelmittel weiter wie folgt ansprechen: (x) sie schalten von der Betriebsart "Schwungrad allein"' nach der Betriebsart "Motor + "Schwungrad um wenn das Drehmoment an der Eingangsseite des Drehmomentenwandlers einen bestilmiiten Wert überschreitet, (xi) sie schalten von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart "Schwungrad allein" um, bevor sich das Schwungrad vollständig geladen hat, wenn die Antriebsvorrichtung keine Leistung zu liefern braucht, (xii) sie verhindern das Umschalten von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart "Schwungrad allein" unter dor Bedingung (vi), wenn die Antriebsvorrichtung mehr als eine bestimmte Leistung liefern mus, (xiii) wenn in der Betriebsart "Schwungrad + Motor" sich das Schwungrad vollständig geladen hat und die Leistung, die die Vorrichtung liefern muss, die spezifizierte Leistung unter der Bedingung (xii) nicht überschreitet, schalten sie nach der Betriebsart "Motor allein" oder nach der Betriebsart "Schwungrad allein" um, abhängig davon, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit höher oder niedriger als eine bestimmte Geschwindigkeit ist, (xiv) sie verhindern das Umschalten von der Betriebsart "Motor allein" nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" unter der Bedingung (ix), wenn das Schwungrad sich nicht völlig entladen hat, (xv) die verhindern, dass die Bedingung (xiv) die Betriebsart "Motor allein" aufrechterhält, wenn sich das Schwungrad nicht vollständig entladen hat, und schalten stättdessen nach der Betriebsart Motor + Schwungrad" um, wenn keine Leistung von der Vorrichtung gefordert wird 9 ( xvi) sie verhindern, dass die Bedingung (xiv) die Betriebsart "Motor allein" aufrechterhält", wenn diese Betriebsart durch die Bedingung (xv) erlaubt ist, wenn sich das Schwungrad nicht vollständig entladen hat, und sie schalten stattdessen nach der Betriebsart "Motor + Schwungsrad" um, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein bestimmter Wert, (xvii) wenn die Betriebsart "Motor allein nach der Bedingung (ix) aufrechterhalten ist, schalten sie nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" um, wenn sich das Schwungrad genügend aufgeladen hat, um in die geforderte Leistung beizutragen.
34. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Regelmittel den Leistungsstrom in der Vorrichtung auf verschiedene Weisen für jedes einer Anzahl verschiedener Regelprogramme regeln können, die gesondert auswählbar sind, wobei die elektronischen Regelmittel für jedes Regelprogramm auf verschiedene Weise- auf ein gleiches Ausmass der Nachstellung der Organe zum Antreiben und Verzögern des Fahrzeugs ansprechen.
35. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass für ein ersets Regelprogramm die elektronische Regelschaltung eine Regelstrategie entsprechend den Bedingungen (i) bis (xvii) der Ansprüche 31 und 33 ausführen kann.
36. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass für ein zweites Regelprogramm die Regelschaltung eine Regelstratgie durchführen, bei der (a) folgende Bedingung (xviii) gilt: wenn in der Betriebsart "Schwungrad allein" Leitung erfordert wird, erfolgt ein Uebergang nach der Betreibsart "Schwungrad + Motor"; (b) die Bedingung (xiii) in dein Sinne geändert wird, dass immer ei Uebergang von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart "Motor allein" erfolgt, ungeachtet der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, wenn die von der Antriebsvorrichtung geforderte Leistung den spezifizierten Wert der Bedingung (xii) nich überschreitet, und (c) Bedingung (xvi) iuiterdrückt ist.
370 Antriebsvorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass für ein drittes Regelprogramm die Regelschaltung eine Regelstratgie durchführen kann, bei der (d) die Betriebsart "Schwungrad allein" blockiert ist, (e) die Bedingung (vi) und (xi) zur Vermeidung eines Uebergangs von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart "Schwungrad allein" gesperrt sind, und (f) die Bedingung (xiv) gesperrt wird, so dass, wenn das Schwungrad entsprechend der Bedingung (ix) aufgeladen werden kann, ein Uebergang von der Betriebsart "Motor allein" nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" erfolgt.
38. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 35, 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass für ein viertes Regelprogramm die Regelschaltung eine Regelstrategie durchführen kann, bei der (g) die Bedingung (xvii) geändert wird, um einen Uebergaiig von der Betriebsart "Motor allein" nach der Betriebsart "Schwungrad + Motor" zu ermöglichen sogar wenn sich das Schwungrad fast entladen hat; dafür wird die Bedingung (ix) gesperrt, (h) die Bedingung (v) gesperrt ist, so dass il-?flCr ein Uebergang von der Betriebsart "Schwungrad + Motor".

nach der Betriebsart "Motor allein" entsprechend der Bedingung (iv) erfolgt, und (i) die Bedingung (xiii) geändert wird, um einen Uebergang von der Betriebsart "Schwungrad + Motor" nach der Betriebsart 11Motor allein" zufolge der Bedingung (xiii) zu vermeiden, (j) die Bedingung (vi) geändert wird, so dass wenn dc. Bedingung (xii) nicht entsprochen ist, nach der Betriebsart "Schwungrad allein" umgeschaltet wird.

390 Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigen und hohen Richtdrehzahlen für das Schwungrad für jedes der verschiedenen Regelprogramme verschieden sind 40. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 38, in Ergänzung des Anspruchs 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsvergrösserung bei ansteigender Schwungraddrehzahl für verschiedene Regeln programme verschieden ist Antriebsvorrichtung nach Anspruch 24 oder einem der entsprechenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente des geregelten Drehmomentes, das vom Schwungrad geliefert wird, entsprechend der darin gegebenen Gleichungen (1) bis (11) bestimmt wird.