DE2933542A1

DE2933542A1 - Hybrid-energiesystem und verfahren zum betreiben dieses systems

Info

Publication number: DE2933542A1
Application number: DE19792933542
Authority: DE
Inventors: Yves Jean Kemper
Original assignee: Vadetec Corp
Current assignee: Vadetec Corp
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1979-08-18
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE2933542C3; IT7968731A0; GB2031822A; CA1115218A; FR2434935A1; IT1192781B; BR7905615A; DE2933542B2; AU5016579A; AU535192B2; GB2031822B; SE7907046L; NL7906521A

Description

Vadetec Corporation 17. August 1979

2681 Industrial Row

Troy A-12,598 (B)

Michigan 48084
^U2Ä- L 154 3 Al/a

Beschreibung

Hybrid-Energiesystem und Verfahren zum Betreiben dieses Systems

Die Erfindung betrifft Hybrid-Energiesysteme und Verfahren zu deren Betreiben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Hybrid-Energiesystem und ein Verfahren, durch welche kinetische Energie einer Trägheitslast während ihrer Verzögerung gespeichert und in einer Weise verwendet wird, um die Dauer des Motorbetriebs für einen gegebenen Zeitabschnitt des Systembetriebs zu verringern.

Infolge des gegenwärtigen Nachdrucks in Bezug auf Brennstoffeinsparung ist es eine allgemein bekannte Tatsache, daß der Brennstoffverbrauch eines Fahrzeugs unter Stadtfahrbedingungen erheblich größer ist als unter Autobahnfahrbedingungen. Die Gründe hierfür sind allgemein bekannt und primär das Ergebnis von Energieverlusten beim Verzögern und Anhalten eines Fahrzeugs im Stadtverkehr, eines Leerlaufbetriebs des Motors, während das Fahrzeug steht, und eines Betriebs für einen hohen Prozentsatz der gefahrenen Entfernung bei Motordrehzahlen, welche

030012/0665

über den Drehzahlen liegen, bei welchen der Motorwirkungsgrad optimal ist.

Es sind Hybrid-Energiesysteme bekannt, mit welchen der Brennstoffverbrauch eines Fahrzeugmotors, insbesondere unter Stadtfahrbedingungen, wesentlich erniedrigt werden kann durch Speicherung der kinetischen Energie des Fahrzeugimpulses oder der zur Verfügung stehenden negativen Energie während einer Verzögerung z.B. in einem Schwungrad und Verwendung der gespeicherten Energie als Hilfsenergiequelle, wie erforderlich, um die Energieanforderungen an den Antriebsmotor zu verringern. Bei solchen Systemen kann außerdem überschüssige Energie, die vom Motor erzeugt wird, wenn er bei verbesserten Wirkungsgraden betrieben wird, zum Schwungrad für nachfolgenden Gebrauch abgeleitet werden. Darüber hinaus kann der brennstoffverbrauchende Motor des Systems abgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug steht,und die im Schwungrad gespeicherte Energie kann sowohl zur Anfangsbeschleunigung des Fahrzeugs aus dem Stand und zum Wiederstarten des Motors verwendet werden.

Erhebliche Verringerungen des Brennstoffverbrauchs und der Emission von Luftverunreinigungsstoffen unter Stadtfahrbedingungen können mit einem Hybrid-System verwirklicht werden, das ein relativ einfaches Schwungrad verwendet, z.B. eine Stahlscheibe, welche einige Zentimenter dick und einen Durchmesser von 40 bis 50 cm aufweist und mit Spitzendrehzahlen in der Größenordnung der maximalen Motordrehzahlen gedreht wird.

Ein Schwungrad dieser Art weist eine Speicherkapazität für kinetische Energie auf, die nicht nur zum Antrieb eines konventionellen Fahrzeugs für begrenzte Zeitabschnitte, 3$ sondern vielleicht noch wichtiger für die Zufuhr von Energie, welche für den kontinuierlichen Betrieb von Zusatzeinrichtungen wie Servobremsen, Servolenkung, Klimaanlage und dergleichen, während der brennstoffverbrauchende

030012/0665

Antriebsmotor des Hybrid-Systems abgeschaltet ist, angemessen ist.

Im Hybrid-Energiesystem wird normalerweise eine bestimmte Form eines stufenlos veränderbaren Getriebes verwendet, um die Drehzahlen des Schwungrades, des Antriebsmotors und der z.B. durch eine Fahrzeugantriebswelle repräsentierten Last in Beziehung zu setzen. Während in der Vergangenheit das stufenlos veränderbare Getriebe ein schwaches Glied in Hybrid-Energie systemen gewesen ist, sind solche Getriebe bis zu einem Stand entwickelt worden, in welchem Energie, die über die in den Fahrzeugmotoren erzeugte Energie hinausgeht, mit hohen Wirkungsgraden übertragen werden kann mit stufenlos veränderbaren Ausgangs/Eingangs-Drehzahlverhältnissen in einem weiten bis auf Null sich erstreckenden Bereich. Solche Getriebe sind z.B. in der US-Patentanmeldung Ser.Nr. 706 291 vom 19. Juli 1976 (vgl. DE-OS'en 2533475 und 26 34244) des gleichen Anmelders beispielsweise beschrieben. Der Stand der Technik in Bezug auf stufenlos einstellbare Getriebe schafft daher die Möglichkeit für umfassend einsetzbare Hybrid-Energiesysteme, mit welchen die bekannten Energieeinsparungseigenschaften solcher Systeme verwirklicht werden können.
25

Um sich Autobahnfahrbedingungen anpassen zu können, sollte die Energie- bzw. Antriebskette eines Fahrzeugs eine direkte Antriebsverbindung des Antriebsmotors und der Last oder des Antriebsrades aufweisen können. In früheren Hybrid-Systemen hat man Autobahnfahrbedingungen durch Auskupplung des energiespeichernden Schwungrades aus der Antriebskette (vgl. z.B. Scott, David "Flywheel Transmission Has Variable-Speed Gear" Automotive Engineering, März 1977, 85:3, S. 18-19 und US-PS 3 672 244) und durch vollständiges Parallelschalten des Schwungrades und der Komponenten des stufenlos veränderbaren Getriebes zur unmittelbaren Energieübertragung zur Last (z.B. US-PS 3 870 116) entsprochen.

030012/0665

Obwohl die Energieeinsparungsmöglichkeiten und die Betriebsanforderungen von Hybrid-Energiesystemen im Stand der Technik erkannt worden sind, sind die Antriebskettenanfordec rungen der bisher vorgeschlagenen Hybrid-Systeme komplex gewesen in Bezug auf erforderliche Steuerungen und Komponentenzusammensetzung , Raumbedarf im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugantriebsketten und eine mögliche zusätzliche Quelle mechanischen Versagens über diejenige, welche IQ bereits in einer konventionellen Antriebskette besteht.

Die Kombination dieser verschiedenen Faktoren hat die Fachwelt u.a. primär davor abgeschreckt, solche Hybrid-Energiesysteme in der Praxis zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein verbessertes Hybrid-Energiesystem und ein Verfahren für dessen Betrieb zu schaffen, das besonders, jedoch nicht ausschließlich für Fahrzeugantriebsketten verwendet werden kann, das für seinen Einsatz eine minimale Abänderung des existierenden Fahrzeugaufbaus erfordert und das einen äußerst wirkungsvollen Betrieb eines stufenlos veränderbaren Getriebes ermöglicht, welches die Drehzahl sowohl einer Antriebsmotorwelle wie auch eines Schwungrades mit einer Lastantriebswelle zur Drehung der Antriebswelle in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Beziehung setzen kann, wobei zur gleichen Zeit eine direkte Antriebsverbindung zwischen Antriebsmotor und Last erleichtert wird.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Schutzbegehrens erreicht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Hybrid-Energiesystem und ein Verfahren vorgesehen, bei welchen die Hauptgründe des vergeudeten Brennstoffverbrauchs während des Betriebs eines Fahrzeugs unter Stadtfahrbedingungen, nämlich kontinuierlicher Motorleerlauf während Fahrzeug- oder Lastverzögerung und Stillstand, und des Verlusts von kinetischer Energie während der Fahrzeugabbremsung im wesentlichen durch eine

Q3C012/0665

Antriebskette vermieden werden, welche ein Schwungrad, das ungefähr einem konventionellen Kurbelwellenschwungrad äquivalent ist, "und ein stufenlos veränderbares Ge-,. triebe verwendet, das eine optimale Motorleistung ermöglicht zur Erzeugung von Drehzahlen für kleine und mittlere Fahrzeugdrehzahlen, während es zur gleichen Zeit eine direkte Verbindung zwischen Motor und Antriebsrad während einer Betriebsart erlaubt, die von einem Fahrzeug IQ bei Autobahnfahrbedingungen angenommen wird. Das Schwungrad ist mit der Eingangswelle des stufenlos veränderbaren Getriebes verzahnt oder anderweitig zu allen Zeiten drehverbunden und mit Hilfe einer Kupplung z.B. direkt mit der Kurbelwelle oder einer äquivalenten Motorwelle des κ Antriebsmotors gekoppelt. Mit anderen Worten, die Position der Kupplung ist lediglich eine Umkehr der Schwungrad-Kupplung-Verbindung zur Kurbelwelle einer konventionellen Fahrzeugantriebskette. Da das Schwungrad sowohl als Kurbelwellenschwungrad als auch als Schwungrad zur Speicherung kinetischer Energie funktioniert, ist das Schwungrad während des energieerzeugenden Motorbetriebs immer mit dem Motor verbunden. Während einer Lastverzögerung oder eines Laststillstandes ist das Schwungrad entweder vollständig außer Eingriff oder teilweise in Eingriff mit der Motorwelle, wobei der Motor entweder abgeschaltet oder mit niedrigen Drehzahlen dreht, während die Brennstoffzufuhr entweder unter ein Niveau reduziert wird, das erforderlich ist, um einen durch Brennstoff erzeugten Motorleerlaufbetrieb aufrechtzuerhalten oder vollständig abgeschaltet wird. Ein solches Durchdrehen des Motors mit geringer Drehzahl mit geringem oder gar keinem Brennstoffverbrauch dient dazu, die Kontinuität der vom Motor angetriebenen Zusatzeinrichtungen wie z.B. Schmierpumpe, Elektrogenerator und andere Leistungszusatzeinrichtungen wie Servobremsen, Servolenkung, Klimaanlage und dergleichen, aufrechtzuerhalten. Alternativ hierzu können solche Zusatzeinrichtungen derart angeordnet sein, um direkt vom Schwungrad angetrieben zu werden, wobei der Motor Vorzugs-

030012/066S

- 11 1

weise vollständig abgeschaltet wird.

Der Ausgang des stufenlos veränderbaren Getriebes ist mit der lastantreibenden Welle über ein einfaches Zahnradgetriebe verbunden, das für einen "Vorwärts-", "Rückwärts- "und "Leerlauf-Betrieb wie auch für eine direkte Verbindung der Antriebswelle mit der Eingangswelle des stufenlos veränderbaren Getriebes einstellbar ist. Wenn die lastantreibende Welle mit der Eingangswelle des stufenlos veränderbaren Getriebes verbunden ist, werden Energieübertragungsverluste in dem stufenlos veränderbaren Getriebe vermieden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung verschiedener mechanischer Komponenten des Hybrid-Energiesystems der vorliegenden Erfindung in Beziehung zu Meß- und Steuerfunktionen, die in Blockform dargestellt sind,

Fig.2a und 2b in Abschnitte unterteilte Längsquerschnitte durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Antriebskettenauf baus gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig.3 einen schematischen Querschnitt, welcher das Zusammenwirken der Zahnräder zeigt, welche in der in Fig.2 gezeigten Getriebeeinheit vorgesehen sind,

Fig.4 graphische Darstellungen, in welchen quantitative Werte verschiedener Parameter als Ordinaten gegen

^OJ eine gemeinsame Abszisse aufgezeichnet sind,

Fig.5 eine schematische Darstellung von Bauteilen einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung und

030012/0665

Fig.6 eine ähnliche schematische Darstellung einer anderen abgeänderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig.1 sind die Funktionsbestandteile eines Hybrid-Energiesystems schematisch gezeigt, um das Verständnis der in Wechselbeziehung stehenden Arbeits- und Steuerbestandteile sowie des Betriebs des gesamten Systems zu erleichtern. In Fig.1 ist ein Antriebsmotor 10 gezeigt mit einer Motor- bzw. Antriebswelle 12, welche lösbar mit Hilfe einer Reibungskupplung 14 mit einem Schwungrad 16 verbunden ist, das mit einer Eingangswelle 18 einer Getriebeeinheit 20 veränderbarer Drehzahl, vorzugsweise einer stufenlos veränderbaren Getriebeeinheit bekannter Bauart drehbar ist und im vorliegenden Fall von dieser getragen wird. Eine Ausgangswelle 22 der Getriebeeinheit 20 mit veränderbarer Drehzahl ist über eine Betriebsart-Steuereinheit24 mit einer lastantreibenden Welle 26 verbunden, die über ein konventionelles Differentialgetriebe (nicht gezeigt) mit Antriebsrädern 28 eines Fahrzeugs, das durch das System angetrieben werden soll, verbunden ist. Wie im einzelnen noch beschrieben wird, weist die Getriebeeinheit 20 zusätzlich eine Direktantriebswelle 30 auf, die in Fig.1 gestrichelt dargestellt ist und sich von der Eingangswelle 18 zur Betriebsart-Steuereinheit 24 erstreckt. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch klarer hervorgeht,sind die Kupplung 14, das Schwungrad 16, die Getriebeeinheit 20 und die Betriebsart-Steuereinheit 24 Bestandteile eines Antriebsketten- bzw. Kraftübertragungsaufbaus 32, welcher in Fig.1 durch das gestrichelte Rechteck, welches diese Bestandteile umgibt, dargestellt ist.

Es wird angemerkt, daß, obwohl die Ausführungsform des Hybrid-Energiesystems, welche in der schematischen Darstellung gemäß Fig.1 illustriert und im nachfolgenden im einzelnen beschrieben ist, als Fahrzeugenergie- bzw. Fahr-

030012/0665

zeugantriebssystem dargestellt ist, bei welchem die Last durch Antriebsräder 28 des angetriebenen Fahrzeugs dargestellt ist, das System ebenfalls auf andere Trägheitslac sten oder Lasten anwendbar ist, welche Energie zur Beschleunigung benötigen und welche einen Trägheitsimpuls während einer Verzögerung zeigen. Während der Antriebsmotor in Fig.1 als Otto-Motor mit Vergaser (vergaster Zünder-Motor) dargestellt ist, können andere Formen des

IQ Antriebsmotors verwendet und vom Standpunkt der Erzielung eines optimierten Systembetriebes bevorzugt werden. Das vorliegende System ist besonders nützlich mit Otto-Motoren mit Benzineinspritzung, Dieselmotoren, Sterling-Motoren und anderen Antriebsmotoren, welche eine Folge von diskre-

■J5 ten Energie- bzw. Antriebsimpulsen in einen kontinuierlichen Drehausgang oder eine Antriebswellenbewegung umwandeln. In dieser Hinsicht wird angemerkt, daß der Motor 10 eine Kurbelwelle 34 aufweist und daß die Antriebswelle 12 eine direkte Verlängerung der Kurbelwelle darstellt.

Die Gestaltung der Kurbelwelle 34 und der Antriebswelle 12 erfolgt, was noch wichtiger ist, ohne das herkömmliche Kurbelwellenschwungrad oder andere zusätzliche Trägheitsbestandteile, durch welche bei Abwesenheit einer Hilfsquelle kinetischer Energie die Kontinuität und Glätte der Drehung der Antriebswelle 12 aufrechterhalten wird.

Unabhängig vom besonderen Typ des Motors, der als Antriebsmotor 10 verwendet wird, weist dieser eine Zufuhr potentieller Energie auf, welche durch eine Brennstoffversorgungseinrichtung 36 dargestellt wird, von welcher Brennstoff zum Antriebsmotor unter der Kontrolle einer Drossel 38 im Normalbetrieb bei Drehzahlen gefördert wird, welche von Leerlaufdrehzahlen mit einer im wesentlichen geschlossenen Drossel zu maximalen Drehzahlen mit weit offener Drossel variieren. Die Zufuhr potentieller Energie oder des Brennstoff wird zusätzlich reguliert für eine vollständige Abschaltung oder eine Reduzierung auf Zufuhrniveaus, die kleiner sind, als sie für den Antriebsmotor

030012/0665

betrieb unter Verwendung von ausschließlich potentieller Energie oder Brennstoff erforderlich sind. Bei dem in Fig.1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ventil 40 in Reihe zwischen einer Brennstoffversorgung und dem Antriebsmotor stromaufwärts von der Drossel 38 vorgesehen, so daß die Brennstoffzufuhr zum Antriebsmotor 10 durch Schließen des Ventils 40 abgeschaltet oder auf ein Niveau reduziert werden kann, das kleiner als die

TO kleinste Drosseleinstellung ist. Es wird angemerkt, daß bei einigen Motoren, wie z.B.einem inneren Verbrennungsmotor, der z.B. mit einem elektronischen Brennstoffeinspritzsystem ausgerüstet ist, die Funktion des Ventils 40 durch die gleiche Vorrichtung erfüllt werden kann, welche für die Regelung der Brennstoffzufuhr zum Motor benutzt wird, um die vom Motor erzeugte Energie zu steuern. Brennstoffeinspritzsysteme werden aufgrund der erhöhten Genauigkeit der Brennstoffzufuhr und der größeren Nähe der Brennstoffströmungsregulierung zu den Verbrennungs- oder Arbeitskammern im Vergleich zu der Förderung vergasten Brennstoffs bevorzugt. Die Drossel 38 und das Ventil 40 sind daher nur Beispiele einer besonderen Einrichtung zur Verringerung oder Abschaltung der Brennstoffversorgung 36 an der drehzahlsteuernden Drossel. Zusätzlich ist ein Zündungsschalter 42 vorgesehen für den Fall eines Otto-Motors oder das Äquivalent eines solchen Zündungsschalters, das für den Einschalt- und Ausschaltvorgang des Motors vorgesehen ist.

Die soweit im allgemeinen unter Bezugnahme auf Fig.1 beschriebenen Betriebsbestandteile werden durch ein Steuersystem betätigt, das in Blockdiagrammform illustriert ist mit einem elektronischen Rechner 4 4 zur Verarbeitung von Fahrer- und Systemeingangssignalen zur Entwicklung geeigneter Steuerausgangssignale. Die Fahrereingänge weisen insbesondere einen Hauptschalter 46, eine Richtungssteuereinrichtung 48, ein Gaspedal 50 und ein Bremspedal 52 auf. Systemfunktionen, welche überwacht werden, sind

030012/0665

die Motordrehzahl ty, die Schwungrad-und Getriebeeingangsdrehzahl & , die veränderbare Getriebeausgangsdrehzahl $ , die Betriebsart der Einheit 24 und das Reaktionsc moment des Getriebes 20. Vom Rechner 44 überwachte, einstellbare Parameter umfassen den Zündungsschalter 42, die Motordrossel 38 oder eine andere Steuereinrichtung der Motordrehzahl, die Kupplung 14, das Drehzahlverhältnis des stufenlos veränderbaren Getriebes 20 und die Betriebs-

IQ art-Steuereinrichtung 24. Obwohl Einzelheiten des Uberwachungs- und Steuersystems, welche über die Blockdarstellung der Fig.1 hinausgehen, nicht gezeigt sind, sind solche computerisierten Systeme allgemein bekannt und dem Computerdurchschnittsfachmann geläufig, wenn die gewünsch-

]5 ten Betriebseigenschaften, die erzielt werden sollen, gegeben sind.

Der Kraftübertragungs- bzw. Antriebskettenaufbau 32 ist klarer in den Fig.2a und 2b illustriert. Die Bestandteile des Aufbaus sind innerhalb eines einzigen Gehäuses 54 mit einem sich nach außen erweiternden Frontabschnitt 56 untergebracht, der mit dem Motor 10 festgeschraubt oder anderweitig befestigt ist in einer im wesentlichen gleichen Art und Weise wie bei einem herkömmlichen Fahrzeuggetriebe. Dieser Abschnitt des Gehäuses 54 enthält das Schwungrad 16 und die Kupplung 14. Der mittlere Abschnitt des Gehäuses nimmt die stufenlos veränderbare Getriebeeinheit 20 auf und dient als Gehäusekomponente dieser Einheit, wohingegen ein Endgehäusebestandteil 58 die Betriebsart-Steuereinrichtung 24 aufnimmt und an dem mittleren Abschnitt des Gehäuses 54 z.B. mittels Schrauben 60 befestigt ist.

Wie in Fig.2a gezeigt ist, ist das Ende der Motor- bzw. Antriebswelle 12 mit einem Flansch versehen, um eine Kupplungsscheibennabe 62 zu montieren, welche ihrerseits kerbverzahnt ist, um eine axial bewegliche, leichtgewichtige Kupplungsscheibe 64 aufzunehmen. Die Scheibe 64 erstreckt

030012/0665

- 16 1

sich nach außen, um zwischen einem axial festgelegten Widerlagerring 66 und einem axial einstellbaren Druckkissenring 68 positioniert zu werden, welche beide direkt vom Schwungrad 16 getragen werden. Der einstellbare Ring 68 wird durch eine Reihe von Druckfedern 69 in Eingriff mit der Scheibe 64 und dem Widerlager 66 vorgespannt, wodurch die Scheibe 64 und damit die Welle 12 mit dem Schwungrad 16 verbunden wird. Der einstellbare Ring 68 wird von BoI-zen 70 getragen, die sich zu einem ringförmigen Kolben 72 erstrecken, der in einer ringförmigen Kammer 74, welche ebenfalls im Schwungrad 16 vorgesehen ist, bewegbar ist. Druckströmungsmittel in einem Durchlaßkanal 76 bewirken ein Zurückziehen -des Ringes 68 gegen die Vorspannung der Druckfedern 69.

Im Lichte des Vorhergehenden wird angemerkt, daß die Kupplung 14 eine konventionelle Reibungskupplung ist, welche in Abwesenheit von Strömungsmitteldruck, der eine Bewegung des ringförmigen Kolbens gegen die Vorspannung der Federn 69 bewirkt, eine vollständige Kupplung der Welle 12 mit dem Schwungrad 16 bewirkt. Die Welle 12 wird vollständig vom Schwungrad 16 entkoppelt, wenn der auf den ringförmigen Kolben 72 wirkende Strömungsmitteldruck den Ring 68 zurückzieht weg von der Scheibe 64. Darüber hinaus kann eine geeignete Einstellung des auf den ringförmigen Kolben 72 wirkenden Strömungsmitteldruckes einen Bereich von Zwischenkupplungsbedingungen in der Kupplung 14 bewirken, unter welchen e;.n begrenztes Drehmoment zwischen der Welle

12 und dem Schwungrad 16 übertragen werden kann, unabhängig von den relativen Drehzahlen dieser Bauteile. Wie ebenfalls in Fig.2a gezeigt ist, ist das Schwungrad rotationsmäßig getrennt von der Welle 12 und der Nabe 62 durch Rollenlager 78 und direkt mit der Eingangswelle 18 der

stufenlos veränderbaren Getriebeeinheit 20 kerbverzahnt oder anderweitig rotationsmäßig direkt verbunden.

Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, kann

030012/0665

- 17 1

die genaue Form der Getriebeeinheit 20 sowie der Betriebsart-Steuereinheit 24 erheblich von der in den Fig.2a und 2b dargestellten Form abweichen. Die Getriebeeinheit 20 zeigt jedoch vorzugsweise eine Bauart, wie sie in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 706 291 vom 19. Juli 1976 (vgl. auch DE-OS'en 2533475 und 2634244) des gleichen Anmelders beschrieben ist. Der Getriebeaufbau weist als Gehäuse den mittleren Abschnitt des Gehäuses 54 und ein Paar von querverlaufenden Wandbauteilen auf, in welchem ein drehbarer Anlaßkörper 82 für eine Drehung um eine erste Achse 87 in Lagern 84 und 86 gelagert ist. Ein Nutations- bzw. Taumelkörper 90 wird vom Anlaßkörper 82 durch Lager 92 und 94 drehbar um eine zweite Achse 96 unterstützt, welche in Bezug auf die erste Achse 87 um einen Winkel c< geneigt ist. Der Körper 90 weist eine Trägerwelle 98 auf, auf der ein Paar von kegelförmigen Bauteilen 100 und 102 für eine relative Axialbewegung längs der zweiten Achse 96 und für eine begrenzte Drehung relativ zur Welle 98 gelagert sind. Die kegelförmigen Bauteile 100 und 102 sind auf der Welle 98 durch ein System von Kugelrampen 104 voneinander beabstandet, das eine Bewegung der kegelförmigen Bauteile 100 und 102 axial voneinander weg bei einer Drehmomentbelastung des Getriebes bewirkt. Das Kugelrampensystem 104 ist in der US-Patentanmeldung Serial Nr.5605 vom 22. Januar 1979 beschrieben.

Obwohl die kegelförmigen Bauteile 100 und 102 sich relativ zur Trägerwelle 98 drehen können, sind sie an einer Drehung in Bezug auf die Welle 98 für eine gegebene Drehnomentbelastung am Getriebe gehindert als Ergebnis des Kugelrampensystems 104, das mit der Welle 98 fest drehverbunden ist.

Die äußeren Oberflächen der kegelförmigen Bauteile 100 und 102 haben einen veränderlichen Radius R, und stehen in Reibrolleingriff mit inneren Trieboberflächen mit einem Radius R auf einem Paar von Ringen 106 und 108, die in

030012/0666

Bezug zum Gehäuse 54 gegen Drehung festgelegt sind, aber längs der ersten Achse 87 axial in Richtung auf einen Schnittpunkt S der Achsen 87 und 96 und von diesem weg unter Steuerung einer elektrisch angetriebenen Steuerschraube 109 bewegbar sind.

Wenn der Anlaßkörper 82 durch ein Drehmoment an der Eingangswelle 18 des Getriebes 20 angetrieben wird, wird

_in der Körper 90 um die Achse 87 in eine Nutations- bzw. Taumelbewegung versetzt, wodurch eine Drehung des Körpers 90 und damit der Welle 98 verursacht wird. Die kombinierte Bewegung der Welle 98 wird durch ein mit der Welle 98 drehverbundenes Kegelzahnrad 110 über ein Zwi-

,C schenzahnrad 112 (Fig.3), das vom Anlaßkörper 82 getragen wird, auf ein Kegelzahnrad 114 übertragen, das für eine Drehung mit der veränderlichen Ausgangswelle 22 des Getriebes um die Achse 87 festgekeilt ist. Die Relativbewegung der Zahnräder 110, 112 und 114 ergibt sich aus «η Fig.3. Die jeweiligen Drehzahlen dieser Zahnräder stehen in der nachfolgenden Beziehung:

) P = O

ι ~ -j

!η dieser Gleichung ist ex* die Drehgeschwindigkeit des Getriebeeingangs oder des Anlaßkörpers 82,β die Drehgeschwindigkeit des Taumelkörpers 9O um die Achse 96 in einem ortsfesten Bezugssystem, Sp die Drehgeschwindigkeit der Ringe 106 und 108 um die Achse 87 und f das Verhältnis der Radien der äußeren kegelförmigen Oberflächen auf den Bauteilen 100 und 102 oder R, zu den Radien auf

den Trieboberflächen dsr Ringe 106 und 106 oder R ( P = R ). Bei dem besonderen gezeigten Getriebe sind die Ringe 106 und 108 mit dem Gehäuse 54 gegen eine Drehung gesichert, so daß & - 0 ist. Die allgemeine Gleichung vereinfacht sich daher zu /S =$(1-1/$). Wenn darüber hinaus das Verhältnis der Zähneanzahl auf dem Zahnrad 110 zu der Zähneanzahl auf dem Zahnrad 114 gleich k ist,

030012/0665

steht die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Ausgangs-

o ο

welle 22 ( ö ) zu k, j" und ex in folgender Beziehung:

Θ = *<1

Aus dieser Gleichung ergibt sich, daß die Ausgangsdrehung ( § ) eine Umkehr der Eingangsdrehung ( oc ) ist, wenn die Funktion k/P größer als 1 ist, daß die Ausgangsdrehung IQ gleich Null wird unabhängig von der Eingangsdrehung, wenn k/p gleich 1 ist und daß die Ausgangsdrehung die gleiche Richtung wie die Eingangsdrehung aufweist, wenn k/^> kleiner als 1 ist. Wie sich aus der geometrischen Gestaltung des Getriebes 20 in Fig.2a ergibt, nähert sich der maximale Ie numerische Wert der Funktion (? oder R^/R 1» erreicht 1 jedoch nicht. Der minimale Wert von P , obwohl theoretisch unbegrenzt, hängt von den räumlichen Abmessungen des Getriebes ab und kann in Praxis einen ungefähren numerischen Wert von z.B. 0,4 annehmen. Der numerische Wert von k kann aus einem relativ großen Bereich von numerischen Werten ausgewählt werden und,wenn dem Maximalwert von f , z.B. 0,88, angepaßt, ist der Bereich der Eingangs-/ Ausgangsdrehzahl-Verhältnisse des Getriebes unendlich bzw. stufenlos. Darüber hinaus kann eine Richtungsumkehr der Drehung an der Ausgangswelle 22 relativ zur Eingangswelle 18 mit einstellbaren Werten von γ erzielt werden, welche den numerischen Wert von k umfassen oder sich über und unter diesen Wert erstrecken. Vorzugsweise wird das Getriebe mit k- und P -Werten entworfen, welche mindestens eine Nulldrehung ( % = 0) der Ausgangswelle unabhängig von der Eingangswellendrehung { O< ) ermöglichen.

Obwohl,wie angedeutet, die spezielle Konstruktion des Getriebes 20 von der in Fig.2a illustrierten Form abweichen kann, bringt die dargestellte Konstruktion verschiedene Vorteile mit sich, welche zur Integrität und zum Betrieb des Gesamtsystems beitragen. So schafft die besondere illustrierte Ausführungsform des Getriebes z.B. einen

030012/0665

- 20 1

großen Bereich von stufenlos regelbaren Drehzahlverhältnissen und kann Energie in Überschuß zu der von herkömmlichen Fahrzeugmotoren entwickelten Energie mit hohen Wirkungsgraden übertragen. Die Lager 84 und 86, in welchen der Anlaßkörper 82 drehbar gelagert ist, unterstützen ebenfalls das Schwungrad 16 und schaffen einen erheblichen Hebel, durch welchen Präzessionskräfte, entwickelt durch das Schwungrad, kontrolliert werden können. Darüber hinaus rotiert der Anlaßkörper 82 direkt mit dem Schwungrad 16 und repräsentiert daher selbst eine Speicherkapazität für kinetische Energie, welche diejenige des Schwungrades 16 vergrößert. Wie erwähnt, ermöglicht eine Entwurfsflexibiltät in den relativen Größen der Zahnräder 11O, und 114 oder ihrer Äquivalente eine Veränderung im Systementwurf einschließlich einer möglichen Eliminierung der Betriebsart-Steuereinheit 24. Dies ist möglich aufgrund der Leichtigkeit, mit welcher das Getriebe 20 zur Handhabung der Betriebsarten "vorwärts", "neutral" und "rückwärts" entworfen werden kann.

Während die Betriebsart-Steuereinrichtung als wahlweiser Bestandteil in Abhängigkeit von der besonderen Auslegung der Getriebeeinheit 2O betrachtet werden kann, ist ihre Einbeziehung in das vorliegende Hybrid-System vorteilhaft und wird bevorzugt. Insbesondere erlaubt die Betriebsart-Steuereinheit 24 eine Auslegung der Getriebeeinheit 20, welche einen weiten Bereich von stufenlos oder kontinuierlich regelbaren Eingangs-/Ausgangsdreh-

zahl-Verhältnissen schafft. Sie ermöglicht eine vollständige Entkupplung des Schwungrades 16 sowie des Motors. 10 von der lastantreibenden Welle 26 und sie ermöglicht eine direkte Kupplung der Motorantriebswelle 12 mit der Lastantriebswelle 26. Der konstruktive Aufbau, durch welchen

diese Eigenschaften erzielt werden, kann der Fig.2b entnommen werden.

Zu Fig.2b wird angemerkt, daß die Ausgangswelle 22 der

030012/0665

Getriebeeinheit 20 mit regelbarer Drehzahl eine Hohlwelle ist, auf welcher ein Sonnenzahnrad 116 festgekeilt oder anderweitig für eine unmittelbare Drehung mit der Welle r 22 befestigt ist. Das Sonnenzahnrad 116 kämmt mit einem oder mehreren, vorzugsweise drei Planetenzahnrädern 118, welche auf Achswellen 120 drehbar sind, die von einem Paar von miteinander verbundenen Trägerringen 122 und getragen werden, welche drehbar um die Ausgangswelle 22

IQ mit regelbarer Drehzahl gelagert sind. Bei der offenbarten Ausführungsform sind die Planetenzahnräder 118 Verbindungsplanetenzahnräder, welche sich in kämmender Beziehung zwischen dem Sonnenzahnrad 116 und einem Zahnkranz 126 erstrecken. Der Zahnkranz 126 ist für eine unmittelbare Drehung mit einem Speichenradaufbau 128 fest verbunden, der seinerseits unmittelbar mit der Antriebswelle 26 drehverbunden ist.

Wie aus den oben angeführten Drehzahlverhältnisgleichungen hervorgeht, ist der größte Bereich regelbarer Drehzahlverhältnisse in der Getriebeeinheit 20 vorgesehen, wo die Drehrichtung der Ausgangswelle 22 regelbarer Drehzahl entgegengesetzt zur Drehrichtung der Eingangswelle 18 ist.Um eine Direktantriebsverbindung zwischen der Eingängswelle 18 und der Antriebswelle. 26 zu erleichtern, bewirkt vorzugsweise in einer Betriebsart "vorwärts" eine Kraftübertragung zwischen der Ausgangswelle 22 veränderbarer Drehzahl und der Antriebswelle 26 eine Richtungsumkehr dieser beiden Wellen. Um diese Betriebsart zu schaffen, ist eine Kupplung C1 vorgesehen, durch welche die Trägerringe 122 und 124 an einer Drehung gehindert werden. Hierdurch wird Kraft bzw. Energie vom Sonnenzahnrad 116 und der Ausgangswelle 22 durch die Planetenzahnräder 118 zum Zahnkranz 126 und Speichenrad 128 zur Antriebswelle 26 übertragen.

Um eine Betriebsart "rückwärts" zu schaffen, wird die Kupplung C1 ausgerückt und eine Kupplung C2 eingerückt, um den Aufbau aus Trägerringen 122, 124, Planetenzahnrädern 118 und Sonnenzahnrad 116 als Einheit zu verriegeln.

030012/0665

Bei dieser Betriebsart wird die Antriebswelle 26 direkt von der Ausgangswelle 22 veränderbarer Drehzahl angetrieben. Um eine Betriebsart "Direktantrieb" zu schaffen, ist eine dritte Kupplung C3 vorgesehen. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, daß die Welle 30, welche sich durch die hohle Ausgangswelle 22 regelbarer Drehzahl erstreckt, festgekeilt oder sonst verbunden ist für eine direkte Drehung mit dem Anlaßkörper 82 der Getriebeeinheit 20

, ~ (vgl. Fig.2a) und sich zwischen dem Körper 82 und einer sich nach außen erweiternden Platte 130 erstreckt. Die Platte 130 kann lösbar durch die Kupplung C3 mit dem Speichenradaufbau 128 in Eingriff gebracht werden, derart, daß, wenn die Kupplung C3 eingerückt ist, eine direk-

,C te Drehmomentübertragungskette zwischen der Eingangswelle 18 der Getriebeeinheit und der Antriebswelle 26 besteht.

Eine Betriebsart "neutral" der Betriebsart-Steuereinheit on 24 wird durch ausschließliches Einstellen der drei Kupplungen C1, C2 und C3 in einen ausgerückten Zustand geschaffen. Es wird angemerkt, daß die Kupplungen C1, C2 und C3 wechselweise einrückbar sind in dem Sinne, daß nur eine der drei Kupplungen eingerückt ist, während die anderen beiden ausgerückt sind, um die verschiedenen beschriebenen Betriebsarten zu schaffen.

Im Betrieb des Hybrid-Energiesystems, illustriert in den Fig.1-3, und unter der Annahme, daß alle Bestandteile im Ruhezustand sind, ist die Betriebsart-Steuereinheit 24 in einem "neutralen" Zustand und die Kupplung 14 durch die Druckfedern 69 in einem eingerückten Zustand. Der Motor 10 wird in herkömmlicher Weise durch Betätigung des Hauptschalters 46, Verschließen des Zündungsschalters 42 und Erregung eines elektrischen Anlassermotors (nicht gezeigt), welcher in Triebverbindung mit dem Schwungrad 16 steht, gestartet. Die Drehung des Schwungrades dreht den Motor 10 durch, um diesen in herkömmlicher

030012/0665

Weise in Gang zu setzen. Es wird angemerkt, daß in diesem Betriebszustand das Schwungrad 16 in der gleichen Weise arbeitet wie ein herkömmliches Kurbelwellenschwung rad. Eine Beschleunigung des Fahrzeuges oder einer anderen durch das System anzutreibenden Last wird erreicht durch Niederdrücken des Gaspedals 50, wodurch mit Hilfe der Steuerung des Rechnes 44 die Betriebsart-Steuereinrichtung derart eingestellt wird, daß die Kupplung C1 eingerückt ist, und wodurch zur gleichen Zeit die Motordrehzahl durch Steuerung der Drossel 38 reguliert und das Drehzahlverhältnis der Getriebeeinheit 20 mit stufenlos regelbarer Drehzahl eingestellt wird, um die Antriebswelle 26 und die Antriebsräder 28 zu beschleunigen.

In diesem Zusammenhang wird angemerkt, daß, während das Getriebe mit regelbarer Drehzahl in der gleichen Weise wie ein herkömmliches Fahrzeuggetriebe eingestellt werden kann, um die Drehzahl- und Drehmomentkomponenten der für eine gegebene Beschleunigungsrate erforderlichen Leistung in Beziehung zu setzen, dies um so wirksamer erfolgt als Ergebnis des kontinuierlich oder stufenlos regelbaren Verhältnisses, welches in der Getriebeeinheit 20 zur Verfügung steht. Demgemäß kann die Brennstoffzufuhr zum Motor 10 und die Getriebeeinheit 20 eingestellt werden, um den brennstoffverbrauchenden Motorbetrieb zu optimieren. Der Antrieb des Fahrzeugs bei konstant niedrigen oder mittleren Drehzahlen, welcher einen kraft- bzw. energieerzeugenden Betrieb des Motors 10 erfordert, wird ähnlich in dieser Weise ausgeführt. Es wird jedoch ^OVJ angemerkt, daß zu allen Zeiten während des energieerzeugenden Betriebs des Motors 10 die Kupplung 14 sich in voll eingerücktem Zustand befindet, um das Schwungrad 16 und die Kurbelwelle 34 des Motors 10 zu verbinden.

Eine Verzögerung des Fahrzeugs oder der Last kann entweder mit oder ohne Nutzbremsung oder Speicherung der kinetischen Energie im Schwungrad 16 und den mit diesem drehbaren Bestandteilen des stufenlos regelbaren Getrie-

030012/0665

bes 20 erfolgen. Wenn vorausgesetzt wird, daß sich das Schwungrad 16 mit einer geringeren als seiner maximal zulässigen Drehzahl dreht und daß es wünschenswert ist, das Fahrzeug mit einer höheren Verzögerungsgeschwindigkeit abzubremsen als dies durch Freilauf geschehen würde, wird das Bremspedal 52 niedergedrückt, wodurch die Kupplung 14 entweder teilweise oder vollständig ausgerückt und die stufenlos regelbare Getriebeeinheit 20 runtergeschaltet wird. Unter dieser Bedingung würde die Energie des Fahrzeugimpulses durch Erhöhung der Drehzahl des Schwungrades 16 absorbiert oder gespeichert. Der energieerzeugende Betrieb des Motors wird während einer solchen Verzögerung aufgehoben durch öffnen des Zündungsschalters 42 und Schließen des Ventils 40 für einen solchen Zeitraum, in welchem die Drehzahl des Schwungrades 16 über derjenigen Drehzahl bleibt, welche einen Betrag gespeicherter kinetischer Energie repräsentiert, welche erforderlich ist, um den Motor durch Wiedereinrücken der Kupplung 14 und Umkehren des Zustandes des Zündungsschalters 42 und des Brennstoffzufuhrventils 40 wieder zu starten.

Die im Schwungrad gespeicherte Energie kann die vom Motor entwickelte Energie erhöhen in Abhängigkeit von der auf die Last aufzubringenden Beschleunigungsenergie wie angewiesen durch Einstellung des Gaspedals 50 und des Prozentsatzes dieser Beschleunigungsenergie, die als kinetische Energie im Schwungrad 16 verfügbar ist. Wenn das Schwungrad z.B. mit Drehzahlen oberhalb der Motordrehzahl rotiert und Lastbeschleunigungsenergie angefordert wird, wird die Beschleunigungsenergie vom Schwungrad 16 durch die stufenlos einstellbare Getriebeeinheit 20 zugeführt, bis das Schwungrad sich auf eine Drehzahl ungefähr gleich der Motordrehzahl verlangsamt, bei welcher der Motor 10 Energie erzeugt, angefordert durch die besondere Einstellung des Gaspedals 5 0. Wenn die im Schwungrad verfügbare Energie einen großen Prozentsatz

030012/0665

der angeforderten Beschleunigungsenergie darstellt, kann die für die Erzeugung der Beschleunigungsenergie geforderte Motordrehzahl der Leerlaufdrehzahl entsprechen oder r nur geringfügig über dieser Leerlaufdrehzahl liegen. In diesem Falle würde der Motorbetrieb mit Brennstoffzufuhr nur dann wieder eingeleitet werden, wenn die Drehzahl des Schwungrades auf die Leerlaufdrehzahl des Motors abfällt. Wenn andererseits eine maximale Beschleunigungsenergie angefordert wird in einem Zeitpunkt, in welchem sich das Schwungrad mit seiner maximal zulässigen Drehzahl dreht und außerdem der Motor abgeschaltet ist, bewirkt die Systemoperation ein öffnen des Brennstoffzufuhrventils 40 zur Wiederaufnahme des mit Brennstoff bewirkten Betriebs des Motors 10. In diesem Zustand wird die zur Last übertragene Energie sowohl vom Schwungrad 16 wie auch vom Motor 10 geliefert. Insbesondere wird die Kupplung 14 während dieser Periode maximaler Beschleunigung in einen Zustand vollen Eingriffs eingestellt. Zur gleichen Zeit wird das stufenlos regelbare Getriebe 20 zu einem höheren Ausgangs-ZEingangsdrehzahl-Verhältnis eingestellt. Die im Schwungrad gespeicherte kinetische Energie kann entweder auf die Last durch das stufenlos regelbare Getriebe 20 oder auf den Motor 10 durch die Kupplung 14, wodurch die Zeit verringert wird, welche erforderlich ist, um den Motor auf Volleistung erzeugende Drehzahlen zu bringen, verteilt werden oder die Schwungradenergie kann sowohl auf die Last wie auch auf den Motor übertragen werden. Die genaue Verteilung der Schwungradenergie zu irgendeinem Augenblick maximaler Beschleunigung kann durch gesteuerte Einstellung der Kupplung 14 und des stufenlos regelbaren Getriebes 20 optimiert werden. In jedem Falle verringert sich die Schwungraddrehzahl, wohingegen die Motordrehzahl bis zu einem Punkt ansteigt, an welchem Motor- und Schwungraddrehzahlen gleich sind. Hiernach wird eine fortgesetzte Beaufschlagung mit maximaler Beschleunigungsenergie ausschließlich vom Motor 10 entwickelt. Es wird angemerkt,

030012/0665

daß die Energie zur Beschleunigung eines Fahrzeugs oder einer Trägheitslast im allgemeinen eine Kombination von im Schwungrad 16 gespeicherter Energie und vom Motor 10 entwickelter Energie sein kann.

Wenn gewünscht wird, daß der Motor 10 zur Verzögerung der Trägheitslast, dargestellt durch ein Fahrzeug, verwendet wird, kann das Brennstoffzufuhrventil 40 erneut abgeschaltet und die Kupplung 14 vollständig eingerückt werden, um den Motor und die Räder 28 zu verbinden. Außerdem kann die Motordrossel 38 geschlossen werden, um das Pumpmoment des Motors zu maximieren. Das stufenlos regelbare Getriebe kann runtergeschaltet oder anderweitig geregelt werden, um den gewünschten Motorbremsgrad zu erzielen.

Unter Betriebsbedingungen, in welchen das Fahrzeug oder die Last bei relativ konstanten Drehzahlen angetrieben wird, welche eine kontinuierliche Energieerzeugung durch den Antriebsmotor 10 erfordern, wie z.B. unter Autobahnfahrbedingungen im Falle eines Fahrzeuges, wird die Betriebsart-Steuereinheit in die Betriebsart "Direktantrieb" verschoben, wobei die Kupplung C3 eingerückt und die Kupplungen C1 und C2 ausgerückt werden. In diesem Betriebszustand wird die Motorantriebswelle 12 direkt mit der Lastantriebswelle 26 gekoppelt mit dem Ergebnis, daß die stufenlos regelbare Getriebeeinheit 20 lediglich leer läuft ohne Drehmomentübertragung zwischen ihren Triebbestandteilen. Während die Oberflächen der kegelförmigen Bauteile 100 und 102 in Berührung mit den Trieboberflächen auf den Ringen 106 und 108 stehen können, schließt die Abwesenheit einer Drehmomentbelastung irgendeine Normalkraftbelastung dieser Bestandteile aus.

^OJ Es kommt außerdem in Betracht, daß diese Oberflächen außer Eingriff in einen Nichtlast-Zustand gebracht werden.

0300 12/0665

In der Betriebsart "Direktantrieb" arbeitet das System daher als konventionelle Fahrzeugantriebskette, wobei das Schwungrad und die mit ihm drehbaren Bestandteile allein in der Art und Weise eines konventionellen Kurbelwellenschwungrades funktionieren. Die Möglichkeit zum Schalten in einen Direktantrieb wird durch die Betriebsart-Steuereinrichtuna 24 Geschaffen und schafft die Möalichkeit für Gesamtsystemwirkunasarade. welche höher sind als bei einem System, das allein ein geeignet ausgelegtes, stufenlos regelbares Getriebe verwendet. Es ist z.B. bekannt, daß der Brennstoffverbrauchswirküngsgrad einer herkömmlichen Fahrzeugantriebskette in der Betriebsart "Direktantrieb" bei kontinuierlichen mittleren bis hohen Drehzahlen recht gut ist. In der Betriebsart "Direktantrieb" des vorliegenden Systems werden solche bestehenden Bedingungen aufrechterhalten ohne einen Wirkungsgradverlust im System aufgrund von Wirkungsgradverlusten in der Getriebeeinheit 20. Es wird darüber hinaus angemerkt, daß, wenn die Einheit 20 für einen Übersetzungsverhältnisbereich bis zu 1:1 ausgelegt wird, abwechselnde Kopplung der lastantreibenden Welle 26 mit der Ausgangswelle 22 regelbarer Drehzahl und der Direktantriebswelle 30 synchron sein können ohne Energieverlust bei Einrücken der Kupplung C3. Die Eigenschaften der stufenlos regelbaren Getriebeeinheit 20 sind jedoch derart, daß sein Betriebswirkungsgrad am hohen Ende des Ausgangs-ZEingangsdrehzahlverhältnisbereiches auf sein Maximum ansteigt. Die Betriebsart-Steuereinheit und insbesondere die Kupplung C3 ermöglicht eine Auslequnq der stufenlos einstellbaren Getriebeeinheit mit einem Ausgangs-ZEingangsdrehzahlverhältnisbereich, der sich von Null bis weniger 1:1 erstreckt, wodurch erhöhte Wirkungsgrade der stufenlos regelbaren Einheit geschaffen werden, wenn die Einheit 20 für intermittierende oder Stadtfahrbedingungen benötigt wird, unter welchen die energiespeichernde Kapazität des Schwungrades wesentlich für einen verringerten Brennstoffverbrauch ist. Es wird daher in Betracht gezogen, daß das Verstellen der Kupp-

030012/0665

lung der lastantreibenden Welle 26 zwischen der Ausgangswelle 22 einstellbarer Drehzahl und der Direktantriebswelle 30 asynchron sein kann, d.h. mit Rutschen der Kupplung C3 und einem entsprechenden Energieverlust kleiner als derjenigen, welche durch den erhöhten Wirkungsgrad im Betrieb der stufenlos regelbaren Einheit 20 gewonnen wird. Es wird daher angemerkt, daß die Betriebsart-Steuereinheit 24 wesentlich zur Auslegungsflexibilität des Gesamtsystems beiträgt.

Um ein noch vollständigeres Verständnis des Hybrid-Systems, gezeigt in den Fig.1-3, unter intermittierenden oder Stadtfahrbedingungen zu schaffen, wird Bezug auf Fig.4 genominen, in welcher Kurven gezeichnet sind, wobei berechnete quantitative Werte von acht Parametern gegen die Zeit in Sekunden dargestellt sind. Die in Fig.4 gezeigten Kurven wurden berechnet unter Verwendung eines computersimulierten Personenfahrzeugs, das mit dem Hybrid-Energiesystem, gezeigt in den Fig.1-3, ausgerüstet ist und die nachfolgenden Spezifikationen aufweist:

Fahr ze uggewi cht

Motor

Achsverhältnis

maximaler Wirkungsgrad der stufenlos regelbaren Einheit

kombiniertes Trägheitsmoment des Schwungrades und der verbundenen Drehteile

- 1311 kg (curb)

- 1447 kg (geladen)

- 2,1 1 mit Brennstoffein

spritzung

- 4 Zylinder in Reihe

- 74,6 kW (100 HP) bei 525O upm

- Kompressionsverhältnis 8,5:1

- 3,73:1

- 91 %

- 0,704 kg m³

030012/0665

Abgassystem - geschlossener Lambda-Sond-

Wandler mit Drei-Weg-Beschleuniger

Die Kurve A der Fig.4 ist eine graphische Darstellung eines Teils eines normalen Stadtfahrzyklus. Die Kurve B ist das Ergebnis der Auftragung der Energie in Joules als Ordinatenwerte, welche an den Antriebsrädern erforderlich ist, um die Fahrzeugmasse gegen ihren aerodynamischen und Rollwiderstand auf die Geschwindigkeit der Kurve A entsprechend dem gleichen Zeitpunkt zu beschleunigen. Negative Werte auf der Kurve B stellen eine Energie dar, welche während der Verzögerung wiedergewinnbar ist.

Die Kurve C ist der Teil der Radleistung in Pferdestärken, der vom Motor zuzuführen ist. Die Kurve D ist die Energie in Joule, welche vom Schwungrad und von Teilen, welche mit diesem direkt drehbar sind, verfügbar ist. Wie oben erwähnt worden ist, wird bei Wiederbeschleunigung des Fahrzeugs aus dem Stand zunächst Energie aus dieser Quelle gezogen, wobei die Differenz, welche erforderlich ist, um die erforderliche Radenergie zu liefern, vom Motor zuzuführen ist.

Die Kurven E und F illustrieren jeweils, ob der Motor aus- oder eingeschaltet ist,und im eingeschalteten Zustand die Drehzahl des Motors. Die Schwungraddrehzahl wird in der Kurve G dargestellt und das stufenlos regelbare Übersetzungsverhältnis, ausgedrückt als Ausgang/Eingang, wird

in Kurve H dargestellt.

Die in Fig.4 dargestellten Kurven wurden durch eine Computersimulation des oben erwähnten Fahrzeugs entwickelt. Obwohl in Fig.4 nicht gezeigt, ergibt die gleiche Com-

putersimulation einen Brennstoffexnsparungsgewinn von 8,1 bis 13,6 km/1 und geringe Emissionsniveaus insbesondere NO - 0,06, CO - 0,33 und HC - 0,09. Obwohl anerkannt wird, daß die Ergebnisse in der Praxis etwas geringer als

030012/0665

- 30 1

diese theoretischen Ergebnisse sein werden aufgrund von vorübergehenden Erscheinungen und anderen Faktoren, die bei einer Computersimulation nicht in Rechnung gestellt werden können, sind die möglichen theoretischen Gewinne so erheblich, daß tatsächliche Ergebnisse, welche erheblich schlechter ausfallen als die theoretischen Werte, eine erhebliche Verbesserung in der Brennstoffeinsparung darstellen wurden.
10

Die Bedeutung der Kupplung 14 aufgrund ihrer räumlichen Anordnung und Funktion im vorliegenden System wird nunmehr ausgeführt. Es wird zunächst angemerkt, daß immer, wenn der Motor 10 für seinen primären Zweck der Erzeugung von Lastantriebsenergie verwendet wird (oder unter bestimmten Umständen, wie beschrieben, zur Absorbierung von Lastimpulsen) die Kupplung vollständig eingerückt ist, um eine Direktverbindung der Motorkurbelwelle 34 mit dem Schwungrad 16 und der Eingangswelle 18 der stufenlos regelbaren Getriebeeinheit 20 zu schaffen. Wenn eine solche Kupplung existiert, dreht sich das Schwunrad 16 mit der gleichen Drehzahl wie die Motorkurbelwelle 34 und wirkt in jeder Beziehung wie ein herkömmliches Kurbelwellenschwungrad.
25

Eine Einstellung der Kupplung 14 auf einen Zustand teilweisen Eingriffs, in welchem die Kupplung nur einen begrenzten Drehmomentbetrag überträgt, ermöglicht ein Durchdrehen des Antriebsmotors 10 mit abgeschalteter oder reduzierter Brennstoffversorgung 36 und mit Drehzahlen, welche wesentlich unterhalb der Schwungraddrehzahlen liegen, aber ausreichen, um die Kontinuität der Schmierung, der Zusatzantriebe und dergleichen aufrechtzuerhalten.

Wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, kann die Leer-

laufdrehzahl für einen Antriebsmotor in großem Umfang variieren. Der Begriff "Leerlaufdrehzahl" hat jedoch eine Bedeutung in der Technik und soll in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen die minimale Drehzahl

030012/0665

bedeuten, bei welcher der Antriebsmotor 10 bei nicht vorhandener Last den Betrieb allein mit Brennstoff aufrechterhält. "Durchdreh-Drehzahl" soll in der vorliegenden Be-Schreibung und den Ansprüchen die Drehzahl bedeuten, bei welcher Motorpumpen und Reibungsverluste minimal sind und bei welcher motorgetriebene Zusatzeinrichtungen wie z.B. Kühlmittel- und Schmiermittelpumpen, elektrische Ladesysteme für Speicherbatterien sowie servoangetriebene Zusatzeinrichtungen wie Servolenkung, Servobremsen und Klimaanlage aufrechterhalten werden. Drehmomentverluste beim Durchdrehen des Motors 10, nämlich Pumpverluste und Reibungsverluste, nähern sich einem Minimum nahe der Leerlaufdrehzahl, nehmen aber weiter ab bei einer geringeren Durchdreh-Drehzahl. Da die Durchdreh-Drehzahl eine Funktion des durch die Kupplung 14 übertragenen Drehmoments ist, kann die genaue Drehzahl, mit welcher der Motor durchgedreht wird, durch Einstellung des Drukkes reguliert werden, unter welchem die Reibungskissen gegen die Scheibe 64 gezwungen werden. Die Verluste eines solchen Durchdrehens des Motors 10 können weiter reduziert werden durch öffnen der Drossel 38 während der Periode, in welcher die Kupplung eingestellt ist, um einen herkömmlichen Fahrzeugverbrennungsmotor durchzudrehen, und noch weiter durch Schließen der Ventile (nicht gezeigt) des Motors gemäß der Offenbarung des Artikels "Valve Selector Hardware", SEA Technical Paper 78 0146 vom 3. März 1978.

Wenn der Motor durchgedreht wird unter Verwendung der kinetischen Energie, welche im Schwungrad gespeichert ist, wie oben beschrieben, kann das Brennstoffzufuhrventil 40 vollständig geschlossen oder auf einen teilweise geschlossenen Zustand eingestellt werden, in wel-

*" ehern die Brennstoffzufuhr zum Motor auf ein Niveau reduziert wird, das geringer als das Niveau ist, das zur Aufrechterhaltung des Motorbetriebs durch Brennstoffzufuhr allein erforderlich ist. Während eine maximale Einsparung

030012/0665

potentieller Energie oder von Brennstoff sich oft bei vollständig geschlossenem Ventil 40 oder dessen Äquivalent ergibt, kann der Betrieb des Gesamtsystems bei minimalem Brennstoffverbrauch verbessert werden durch Brennstoffzufuhr auf reduzierten Niveaus unterhalb des zur Aufrechterhaltung von Motorleerlaufdrehzahlen erforderlichen Niveaus, aber ausreichend zur Aufrechterhaltung der Motortemperatur .

Schließlich kann die Kupplung 14 in einen vollständig ausgerückten Zustand eingestellt und der Motor vollständig abgeschaltet werden, solange eine angemessene kinetische Energie im Schwungrad zum Zwecke des Wiederstartens des Motors gespeichert ist. Wenn diese Betriebsart in Betracht gezogen wird, kann das System mit einem gesonderten Zusatzantrieb ( nicht gezeigt) versehen werden, der sich vom Schwungrad 16 zu den verschiedenen durch das Schwungrad während der Zeitabschnitte, in welchen der Motor 10 nicht in Betrieb ist, anzutreibenden Zusatzeinrichtungen erstreckt.

In Fig.5 ist eine abgeänderte Ausführungsform schematisch illustriert. Diese Ausführungsform weist die gleichen Kraftübertragungs- bzw. Antriebskettenbestandteile auf, wie in Fig.1 gezeigt, ausgenommen, daß das Schwungrad 16' für eine Drehung mit der Welle 18' in einem festen übersetzungsverhältnis durch ein Kegelzahnradgetriebe 132 gekoppelt oder antriebsmäßig verbunden ist und so ausgelegt ist, daß es größere Beträge kinetischer Energie speichern kann als das Schwungrad 16 gemäß Fig.1. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 132 wird so ausgewählt, daß das Schwungrad mit einer größeren Drehzahl als die Welle 18' rotiert. Um die relative Art des Schwungrades 16' darzustellen, ist ein evakuiertes Gehäuse schematisch in Fig.5 als Beispiel einer Einrichtung illustriert , um Luftreibungsverluste bei einem Schwungrad dieser Art auszuschließen. Obwohl der Antriebsmotor 10"

030012/0665

- 33 1

des in Fig.5 illustrierten Systems in jeder Beziehung dem Motor 10 in Fig.1 ähnlich ist, soll dieser Motor im vorliegenden Fall ein Antriebsmotor sein, der bei geregelter 5 oder konstanter Betriebsdrehzahl arbeitet, wobei eine Veränderung der Leistung und des Drehmomentes das Ergebnis der Veränderung der Brennstoffmenge ist, welche in den Motor 10' eingespritzt wird. Die Betriebsart-Steuereinheit 24' kann gegenüber der Einheit 24 der Fig.1 in Bezug auf das Untersetzungsverhältnis abgeändert sein.

Das System der Fig.5 ist daher repräsentativ für ein Energiesystem zur Verwendung in großen Fahrzeugen wie Bussen oder Lastwagen, in welchen das Verhältnis Leistung zu Gewicht klein ist relativ zu Personenfahrzeugen zum Beispiel, bei welchen hohe Lastbeschleunigungsraten gefordert werden.

Der prinzipielle Unterschied im Betrieb des in Fig.5 offenbarten Systems zur Praktizierung einer Variation in der vorliegenden Methode besteht im Betrieb, so daß die Drehzahl des Schwungrades zu allen Zeiten über der geregelten Betriebsdrehzahl des Motors 10' gehalten wird. Die Kupplung 14' ist im System der Fig.5 beibehalten und wird wie vorher betrieben, um Motorvolleistung in Richtung der Last zu übertragen. Nach Inbetriebnahme liefert der Motor 10' daher solange kinetische Energie an das Schwungrad, bis die Drehzahl des Schwungrades 16' die gleiche wie die geregelte Betriebsdrehzahl der Motorantriebswelle 12 ist. Lastbeschleunigung wird initiiert nach Einstellung der

^α Einheit 24' und durch Einstellung des stufenlos regelbaren Getriebes 20'.

Bei Lastverzögerung wird die kinetische Energie des Lastimpulses zurückgefördert, wie zuvor, zum Schwungrad 16',

aber um das Schwungrad mit Drehzahlen anzutreiben, die wesentlich über den Motorbetriebsdrehzahlen liegen. Dies wird durch ein Herunterschalten des stufenlos regelbaren Getriebes 20" erreicht. Während einer nachfolgenden Be-

030 0 12/0665

schleunigung der Last, vorausgesetzt, daß das Schwungrad 16' in der Nähe maximaler Drehzahlen von z.B. dem zweibis dreifachen der Betriebsdrehzahl der Motorantriebswelle 12' rotiert, kann die im Schwungrad gespeicherte kinetische Energie zur Last,zum Motor oder zu beiden in einer Weise dirigiert werden, die vergleichbar ist mit der in Fig.1 beschriebenen Art und Weise. Aufgrund der relativen Motor- und Schwungraddrehzahlen wird jedoch vom Antriebsmotor entwickelte Energie niemals zum Schwungrad 16' gerichtet oder durch dieses absorbiert werden. Vom Antriebsmotor entwickelte Energie wird natürlich minimale Schwungraddrehzahlen aufrechterhalten durch Zufuhr einer ausreichenden Energiemenge zur Überwindung von Reibungsverlusten und anderen Verlusten, welche die Drehzahl der Schwungraddrehung verringern. In jeder anderen Beziehung ist der Betrieb der Ausführungsform der Fig.5 der gleiche wie der in Bezug auf Fig.1 beschriebene Betrieb.

In Fig.6 ist das vorliegende Hybrid-System in einer Antriebskette der Bauweise eingebaut, bei welcher die Antriebsmotorachse im wesentlichen parallel zu der lastantreibenden Welle oder den Wellen ist. Solche Antriebsketten sind besonders z.B. für Frontradantrieb von Fahr- zeugen geeignet. Der in Fig.6 gezeigte Motor 210 weist eine Antriebswelle 212 auf, welche, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen, eine direkte Verlängerung der Motorkurbelwelle ohne konventionelles Kurbelwellenschwungrad ist. Wie in den Fig.1 und 2 trägt die Antriebswelle 212 eine leichtgewichtige Kupplungsscheibe 264 zum lösbaren Kupplungseingriff mit Kupplungsbestandteilen, welche direkt von einem Schwungrad 216 getragen werden. Bei dieser Ausführungsform ist das Schwungrad 216 durch Lager 217 und 219 in einem Gehäusebestandteil

³^ 221 und auf einer Verlängerung 22 3 der Antriebswelle 212 gelagert. Das Schwungrad 216 ist zu allen Zeiten mit der Eingangswelle 218 der stufenlos regelbaren Getriebeeinheit 220 drehverbunden. Bei dieser Ausführungsform

030012/0665

- 35 1

erfolgt die Verbindung jedoch durch ein Zahnradvorgelege mit einem Antriebszahnrad 2 25, das vom Schwungrad getragen wird, einem Zwischenzahnrad 227 und einem angetriebenen Zahnrad 229, das auf der stufenlos regelbaren Eingangswelle 218 festgekeilt ist. Die Ausgangswelle 222 mit regelbarer Drehzahl der Einheit 220 ist durch ein Zahnrad 231 direkt mit einer Differentialeinheit 233 verbunden, von welcher sich ein Paar von Antriebswellen 226 zu den Antriebsrädern 228 erstrecken.

Das Zwischenzahnrad 227 ist über eine Welle 2 35 direkt mit Zusatzeinrichtungen wie dem Generator, der Benzinpumpe, ölpumpe, Klimaanlage, Sevolenkungseinheit und Servobremseinheit verbunden, wobei alle diese Einrichtungen normalerweise vom Motor 210 angetrieben werden. Obwohl in Fig.6 nicht im einzelnen gezeigt, werden diese Zusatzeinrichtungen durch den Block 2 37 repräsentiert und "Zusatzeinrichtungen" genannt. Ein wesentliches Merkmal der in Fig.6 gezeigten Antriebskette besteht darin, daß das Einordnen des Zusatzantriebs in dem Zahnradvorgelege zwischen dem Schwungrad 216 und der stufenlos regelbaren Eingangswelle 218 eine Versorgung der Zusatzeinrichtungen durch das Schwungrad 216 ermöglicht, wobei das Schwungrad vollständig außer Eingriff mit der Kupplungsscheibe 264 ist und der Motor 210 vollständig abgeschaltet ist. Die Betriebseigenschaften des in Fig.6 gezeigten Ausführungsbeispiels sind im übrigen die gleichen wie bei den vorher

beschriebenen Ausführungsbeispielen. 30

030012/0665

Leerseite

Claims

PATENT- UNaRECHT-SANW*ÄL*TE

RECHTSANWALT PATENTANWALTEJOCHEN PAGENBERG dr jur . u. μ harvard WOLFGANG A. DOST :-<· _: .

UDO W. ALTENBURG _P.,_t

GALILEIPLAT2 1. 8000 MÜNCHEN 80

TELEFON (0 B9) 98 66 64 TELEX: (05) 22 791 pad d CABLE PADBURO MÜNCHEN

datum 17. August 1979

A-12,598 (B) L 1543 Al/a

Patentansprüche

' 1. Hybrid-Energiesystem zum Antrieb einer Trägheitslast, insbesondere eines Fahrzeugs und kontinuierlich angetriebener Leistungszusatzeinrichtungen mit einem Antriebsmotor mit einer Motor- bzw. Antriebswelle, einer Brennstoffversorgung und einer Einrichtung zur Regulierung der Brennstoffzufuhr zum Antriebsmotor zur Veränderung der Betriebsdrehzahl zwischen einer Leerlaufzahl und höheren Drehzahlen und zum wahlweisen Reduzieren der Brennstoffzufuhrniveaus

unter dasjenige Niveau, das zur Aufrechterhaltung des Be-10

triebs des Antriebsmotors erforderlich ist, mit einem Getriebe verstellbarer Drehzahl mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, einer Kupplungseinrichtung zur Drehen momentübertragung zwischen der Antriebswelle und der Ein-

_» gangswelle und einer Einrichtung zur Drehmomentübertragung

^ 15 zwischen der Ausgangswelle und der Trägheitslast, d a durch gekennzeichnet, daß das System

σ> ein Schwungrad (16, 16', 216), das direkt mit der Eingangs-

welle (18, 18', 218) drehverbunden ist und eine Einrichtung (4 4, 69, 72) zur Regulierung der Kupplungseinrichtung (14, 14', 264) aufweist, um das volle Drehmoment zwischen der

"ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEf ORE THE EUROPE AN FATt *f. cm .·:

Antriebswelle (12, 12', 212) und dem Schwungrad während des leistungserzeugenden Betriebs des Antriebsmotor (10, 10* 210) und um weniger als das volle Drehmoment zwischen dem Schwungrad und der Antriebswelle während Lastverzögerung und Laststillstand zu übertragen, und daß das Schwungrad als Speichervorrichtung für die kinetische Energie der Lastverzögerung während der übertragung von weniger als dem vollen Drehmoment durch die Kupplungseinrichtung und als Trägheitsvorrichtung für die Impulserhaltung des Antriebsmotorbetriebes während der Übertragung des vollen Drehmoments durch die Kupplungseinrichtung dient.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (16) mit der Eingangswelle (18) verzahnt ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (16*, 216) mit der Eingangswelle (18*,

218) über ein Zahnradvorgelege (132; 225, 227, 229) verbunden ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradvorgelege ein Übersetzungsverhältnis hat, bei dem die Drehzahl des Schwungrades größer als die Drehzahl der Eingangswelle ist.
5. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Antriebskette (2 35) zwischen dem Schwungrad und der Eingangs- ·■ welle angeordnet ist, so daß die Zusatzeinrichtungen durch das Schwungrad antreibbar sind, während die Kupplungseinrichtung ausgerückt und der Antriebsmotor vollständig abgestellt ist.
6. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad den Antriebs-

030012/0665

motor durchdreht bei oder unterhalb der Leerlaufdrehzahlen während der übertragung von weniger als dem vollen Drehmoment durch die Kupplungseinrichtung.
7. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet/ daß das Getriebe veränderbarer Drehzahl ein Gehäuse (54), einen Anlaßkörper (82), der für eine Drehung um eine erste Achse (87) in dem Gehäuse gelagert ist, wobei die Eingangswelle mit dem Anlaßkörper gekoppelt ist, einen Taumelkörper (90), der für eine Drehung um eine zweite Achse (96) in dem Anlaßkörper gelagert ist, die im Verhältnis zur ersten Achse geneigt ist und diese schneidet, und eine Einrichtung zur Umwandlung der Bewegung der Eingangswelle, des Anlaßkörpers und des Taumelkörpers in eine Drehung der Ausgangswelle mit stufenlos veränderbaren Drehzahlverhältnissen zur Drehung der Eingangswelle aufweist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßkörper eine Länge aufweist, die ungefähr der Länge des Getriebes längs der ersten Achse entspricht, und in dem Gehäuse durch Lager (84, 86) an entgegengesetzten Enden des Anlaßkörpers drehgelagert und konzentrisch zur ersten Achse ist, wobei das Schwungrad und die Eingangswelle direkt vom Anlaßkörper getragen werden.
9. Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Energiesystems zum Antrieb einer Trägheitslast mit einem Antriebsmotor mit einer regulierten Brennstoffversorgung für einen Betrieb bei Leerlaufdrehzahlen zum Antrieb von Leistungszusatzeinrichtungen und bei höheren Drehzahlen zum Antrieb der Zusatzeinrichtungen und der Trägheitslast und mit einer Speichervorrichtung für kinetische Energie, gekennzeichnet durch

030012/0665

a) Speichern der kinetischen Energie des Lastimpulses während einer Verzögerung der Last;

b) Aufheben des mit Brennstoff betriebenen Betriebs des Motors während der Zeitabschnitte der Lastverzögerung und des Laststillstandes;

c) übertragung der gespeicherten kinetischen Energie TO als Energie für den fortgesetzten Antrieb der Zusatzeinrichtungen, wenn der mit Brennstoff betriebene Betrieb des Antriebsmotors aufgehoben ist; und

d) Wiederaufnehmen des mit Brennstoff betriebenen Betriebs des Antriebsmotors, wenn die gespeicherte kinetische Energie bis zu einem Niveau verbraucht ist, das für das Einleiten des mit Brennstoff betriebenen Betriebs des Antriebsmotors erforderlich ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte kinetische Energie als Energie übertragen wird, um den Antriebsmotor durchzudrehen für einen fortgesetzten Antrieb der Zusatzeinrichtungen und daß die Brennstoffversorgung auf weniger reduziert wird als für den Betrieb des Antriebsmotors unter ausschließlicher Verwendung von Brennstoff erforderlich ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffversorgung des Antriebsmotors während seines Durchdrehens mit Hilfe der übertragung der gespeicherten kinetischen Energie vollständig abge-

*" schaltet wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte ki-

- 5 1

netische Energie mit der vom Antriebsmotor erzeugten Energie zur Beschleunigung der Last vereinigt wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeichervorrichtung ein Schwungrad ist, der Antriebsmotor eine drehbare Ausgangswelle aufweist und daß die Vereinigung der gespeicherten kinetischen Energie und der vom Antriebsmotor erzeugten Energie aus der Abgabe der im Schwungrad gespeicherten kinetischen Energie unter Erhöhung der Drehzahl der Ausgangswelle besteht, bis die jeweiligen Drehzahlen der Ausgangswelle und des Schwungrades gleich sind.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor eine veränderbare Leistung bei konstanter Drehzahl erzeugt, wobei die Energiespeichervorrichtung ein Schwungrad ist, und daß die Drehzahl des Schwungrades über der Drehzahl des Antriebsmotors gehalten wird.

030012/0665