DE3522062C2 - Hybridfahrzeug - Google Patents
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- DE3522062C2 DE3522062C2 DE3522062A DE3522062A DE3522062C2 DE 3522062 C2 DE3522062 C2 DE 3522062C2 DE 3522062 A DE3522062 A DE 3522062A DE 3522062 A DE3522062 A DE 3522062A DE 3522062 C2 DE3522062 C2 DE 3522062C2
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
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- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
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Description
Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug, vorzugsweise
einen Gelenkomnibus, gemäß dem Oberbegriff der
Ansprüche 1 und 2.
Aus der Zeitschrift Verkehr und Technik 1983, Heft 5, Seite 167,
Bild 8,1) ist ein DUO-Bus mit Wechselachsantrieb bekannt,
bei dem die Hinterachse des Vorderwagens von einem Elektromotor
und die Achse des Nachläufers über ein Getriebe von einem Verbrennungsmotor
angetrieben sind. Hierbei kann der Antrieb also nur auf
die jeweils angetriebene Achse erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
den Antrieb eines Hybridfahrzeuges, vorzugsweise eines
Gelenkomnibusses, für unterschiedliche Straßenverhältnisse
und Energieangebote (elektrische Oberleitung)
auszulegen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.
Hierbei wird erfindungsgemäß eine weitere Achse des
Fahrzeugs als Antriebsachse verwendet, welche mit dem Elektromotor
verbunden ist. Diese Antriebsachse kann, was ihre
Antriebseinrichtungen angeht (Differential, Vorgelege oder
dgl.) baugleich sein mit der bereits vorhandenen Antriebsachse,
so daß bereits vorhandene Bauteile verwendet werden
können. Der Elektromotor wirkt somit nicht mehr, wie
bisher, nur auf eine Antriebsachse, sondern auf zwei Antriebsachsen,
von denen jede jedoch nur wie eine solche
Antriebsachse dimensioniert ist, wie sie bisher in Verbindung
mit einem Verbrennungsmotor benutzt wurde. Der Verbrennungsmotor
des Hybridfahrzeuges kann dementsprechend nur über
eine einzige der beiden Antriebsachsen wirksam sein, um
das Getriebe der anderen Achse zu schonen und um zusätzliche
Verluste zu vermeiden.
Die zusätzliche Antriebsachse ist, wie auch die vorhandene
Antriebsachse, so ausgebildet, daß sie den nutzbaren Raum
des Fahrzeuges nicht oder nur sehr wenig beeinträchtigt.
Es wird somit mit verhältnismäßig einfachen Mitteln die
Lebensdauer des eingangs genannten, bekannten Hybridfahrzeuges
entscheidend verlängert, ohne daß dafür Getriebe
in noch nicht vorhandenen Baugrößen konzipiert und ausgeführt
werden müssen.
Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist es daher besonders
von Vorteil, die beiden Antriebsachsen durch eine
Welle zu verbinden, welche als Kardanwelle ausgebildet
ist, wenn man von dem Spezialfall einer Zwillingsachse
absieht, bei welcher zwei gleichartige Antriebsachsen
unmittelbar nebeneinanderliegend durch eine kurze Welle
miteinander verbunden sein können. Im Fall der Zwillingsachse
ist ein Differentialgetriebe zum Drehzahlausgleich
zwischen den beiden Antriebsachsen nicht unbedingt erforderlich,
wird aber dann benötigt, wenn die beiden Antriebsachsen
weiter auseinander liegen. Es werden im Fahrzeugbau
jedoch zum Bau von Allradfahrzeugen Achsgetriebe verwendet,
welche den Anschluß für eine Kardanwelle zum Antrieb einer
weiteren Achse und ein Differential aufweisen, so daß
auch in diesem Falle vorhandene Bauelemente verwendet werden
können.
Es ist grundsätzlich möglich, den Elektromotor zusammen
mit dem Verbrennungsmotor und der diesem zugeordneten
Antriebsachse in einem Antriebsblock zusammenzufassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
es aber besonders von Vorteil, daß der Elektromotor an
der zusätzlichen Antriebsachse angeordnet ist. Stoßartige
Belastungen, die vom hohen Massenträgheitsmoment des Elektromotors
herrühren, werden in diesem Fall bei der Kraftübertragung
auf jene Antriebsachse, die dem Verbrennungsmotor
zugeordnet ist, durch die dazwischenliegende Kardanwelle
oder eine ähnliche Kraftübertragungseinrichtung gedämpft,
so daß die dem Verbrennungsmotor zugeordnete Antriebsachse
während des Fahrbetriebes mit dem Elektromotor
geringeren Beanspruchungen ausgesetzt ist als die zusätzliche
Antriebsachse, die näher am Elektromotor angeordnet
ist. Hierdurch wird die Belastung auf die beiden
Antriebsachsen besser verteilt, da die dem Verbrennungsmotor
zugeordnete Antriebsachse bei Fahrbetrieb mit
Verbrennungsmotor als einzige Achse Belastungen ausgesetzt
ist, soweit man vom Ladebetrieb absieht.
Außerdem ist es möglich, den verhältnismäßig kleinbauenden
Elektromotor unmittelbar bei der zusätzlichen Antriebsachse
so unterzubringen, daß er den Nutzraum des Fahrzeuges
nicht beeinträchtigt.
Zum An- und Abschalten des Verbrennungsmotors bzw. des
Elektromotors ist es, wie es etwa in der
DE-OS 21 53 961 vorgeschlagen wurde, möglich,
die beiden Antriebe in ein Summiergetriebe einzuleiten
und dessen jeweils gerade nicht benutzten Eingang
durch eine Kupplung freizustellen. Erfindungsgemäß
wird jedoch vorgeschlagen, jedem der Getriebe der beiden
Antriebsachsen, welchen jeweils ein Antriebsmotor zugeordnet
ist, eine Schaltkupplung zuzuordnen, welche den zugehörigen
Antriebsmotor vom Schaltgetriebe abkuppelt. Hierdurch
werden zunächst einmal jene Blindleistungen vermieden,
welche in einem Differentialgetriebe dann auftreten, wenn
einer seiner Eingänge blockiert ist. Auch diese Maßnahme
trägt somit letztlich dazu bei, die Lebensdauer eines nur
verhältnismäßig schwach ausgelegten Getriebes zu verlängern.
Zusätzlich bringt die erfindungsgemäße Ausgestaltung aber
den Vorteil, daß die Betriebsart auch während der Fahrt
geändert werden kann: Wenn von einem Antriebsmotor auf den
anderen umgeschaltet werden soll, wird der ausgekuppelte
Motor auf eine solche Drehzahl gebracht, daß die beiden
Kupplungshälften synchron laufen. Dann wird dieser Motor
angekuppelt, während gleichzeitig der andere abgekuppelt
wird. Somit ist der stoßfreie Wechsel der Betriebsarten
möglich. Ein solcher Wechsel kann z.B. dann erforderlich
sein, wenn die Leistung des Elektromotors geringer ausgelegt
ist als jene des Dieselmotors, und wenn in der von
einem Linienomnibus im Elektrobetrieb zur befahrenen
Strecke etwa eine steile Steigung liegt: In diesem Fall
wird der Fahrer dann, wenn eine bestimmte Beladungsgrenze
des Omnibusses überschritten ist, beim Erreichen der Steigung
den Dieselmotor anlassen und am Fuß der Steigung kann
dann ebenso wieder ohne weiteres auf den Elektrobetrieb
übergegangen und der Dieselmotor abgestellt werden.
Es ist grundsätzlich möglich, die Kraftverbindung zwischen
den beiden Antriebsachsen, die etwa als Kardanwelle ausgebildet
ist, stets in Betrieb zu halten, so daß das erfindungsgemäße
Fahrzeug stets einen mehrachsigen Antrieb aufweist,
was unter Umständen zu einem verbesserten Fahrverhalten
führen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung ist es aber von Vorteil, diese Antriebsverbindung,
also etwa die Kardanwelle, nur im Elektroantrieb
zu verwenden, während des Antriebs mit dem Verbrennungsmotor
aber durch eine bereits vorhandene oder zusätzliche
Kupplung abzuschalten. In diesem Fall wird im Fahrbetrieb
mit Verbrennungsmotor die dem Elektromotor nächstgelegene
Antriebsachse geschont, so daß die Abnutzung der beiden
Antriebsachsen aneinander angeglichen wird. Außerdem wird
bei Fahrbetrieb mit dem Verbrennungsmotor ein noch besserer
Wirkungsgrad erreicht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es
von Vorteil, das erfindungsgemäße Fahrzeug als einen
solchen Gelenkomnibus auszubilden, wie er üblicherweise
als Schubgelenkbus bekannt ist. Ein solcher Gelenkomnibus
weist im Heck des Nachläufers ein Antriebsaggregat auf,
welches aus dem Verbrennungsmotor, dem Schaltgetriebe und
der Achse oder Hinterachse des Nachläufers gebildet ist.
Zwischen Nachläufer und Vorderwagen sind hydraulich betätigbare
Abstützungen angeordnet, welche ein Einknicken
des Omnibusses verhindert.
Diese zusätzliche Antriebsachse ist erfindungsgemäß als Hinterachse
des Vorderwagens ausgebildet, oder bei einem mehr
als zweigliedrigen Gelenkomnibus als Achse oder Hinterachse
des vor dem Nachläufer befindlichen Wagenteils. Diese letztgenannte
Achse ist mit der im Nachläufer angeordneten Antriebsachse
über eine Kardanwelle verbunden.
Wie mehrfach erwähnt, ist es besonders von Vorteil, das
erfindungsgemäße Fahrzeug mit einer Einrichtung zum Rückgewinnen
von Bremsenergie auszurüsten. Diese Einrichtung
weist eine Steuerung auf, welche mit einer Bremsbetätigungseinrichtung
verbunden ist und beim Abbremsen dafür
sorgt, daß eine Antriebsverbindung zwischen den beiden
Antriebsachsen und dem Elektromotor hergestellt wird,
falls diese nicht bereits besteht, und beim Elektromotor
die entsprechenden Umschaltungen vorgenommen werden, um
diesen auf Generatorbetrieb umzuschalten. Wenn die
Bremsbetätigungseinrichtung
freigegeben wird, dann werden die
entsprechenden Schaltvorgänge im umgekehrten Sinne wieder
so vorgenommen, daß der vor der Abbremsung herrschende
Zustand wieder hergestellt wird. Soweit Elektro- und Verbrennungsmotor
jeweils am zugehörigen Achsgetriebe eine
Schaltkupplung zugeordnet ist, wird diese jeweils
aus- bzw. eingerückt, wobei ggf. vorher beide Kupplungsteile
auf Synchronlauf gebracht werden.
Wenn sich z.B. das Fahrzeug im Fahrbetrieb mit dem Verbrennungsmotor
befindet und die Bremsbetätigungseinrichtung
betätigt wird, dann wird der Verbrennungsmotor ausgekuppelt
und der stillstehende Elektromotor allmählich
eingekuppelt, wobei die Kupplung als Drehmomentwandler
wirksam ist und dazu dient, bei sich verlangsamendem Fahrzeug
den Elektromotor vom Stillstand auf eine entsprechende
Drehzahl zu beschleunigen. Es ist aber auch möglich, vor
dem Schaltvorgang den Elektromotor anlaufen zu lassen, bis
die Drehzahl der beiden Kupplungshälften gleich ist und
die Kupplung dann erst einzurücken. In diesem Fall wird
die Abbremsung dadurch erreicht, daß durch geeignete elektrische
Schaltmaßnahmen ein sehr hoher Leistungsfluß vom
Elektromotor erfolgt. Wird nach erfolgter Abbremsung
wieder auf den Betrieb mit Verbrennungsmotor übergegangen,
dann wird zunächst der Elektromotor ausgekuppelt, dann
wird der Verbrennungsmotor durch Gasgeben auf Drehzahl
gebracht, und bei Erreichen des Synchronlaufes der beiden
Hälften der dem Verbrennungsmotor zugeordneten Kupplung
wird diese eingerückt.
Die Bremsbetätigungseinrichtung kann zusätzlich zu dem
üblichen Bremspedal vorgesehen sein, etwa entsprechend
der Motorbremse von Omnibussen und Lastkraftfahrzeugen,
kann aber auch vom Bremspedal vorgesehen sein, etwa entsprechend
der Motorbremse von Omnibussen und Lastkraftfahrzeugen,
kann aber auch vom Bremspedal gebildet sein
oder kann mit diesem betrieblich in Verbindung stehen
und beispielsweise als Druckmeßfühler ausgebildet sein,
der in Druckleitungssystemen der Bremsanlage angeordnet
ist.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen
Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert; in dieser
zeigt
Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Hybrid-Gelenkomnibusses,
von der Seite her gesehen,
Fig. 2 die Darstellung eines bei dem Omnibus der Fig. 1
verwendbaren Getriebes, und
Fig. 3 die Ansicht eines weiteren, bei einem Omnibus der
Fig. 1 verwendbaren Getriebes.
In Fig. 1 ist in schematischer Seitenansicht ein erfindungsgemäßer
Hybridomnibus gezeigt. Dieser Omnibus weist
einen Vorderwagen 1 auf, mit einer lenkbaren Vorderachse
2 und einer ungelenkten Hinterachse 3. Über eine durch
einen Faltenbalg 4 schematisch gezeichnete Gelenkverbindung
ist mit dem Vorderwagen 1 ein Nachläufer 5 verbunden,
der seinerseits eine Achse 6 aufweist. Die Fahrtrichtung
dieses Gelenkomnibusses ist durch einen Pfeil verdeutlicht.
Im Heck des Nachläufers 5 ist ein Verbrennungsmotor 7
angebracht,
der ein Schaltgetriebe oder automatisches Getriebe
aufweist. Der Ausgang dieses Getriebes steht mit einem
Achsgetriebe 8 in Verbindung, welches seinerseits mit der
Achse 6 des Nachläufers 5 verbunden ist, die somit die
Antriebsachse des Omnibusses bildet.
Im Vorderwagen 1 ist vor dessen Hinterachse 3 ein Elektromotor
9 angeordnet, der mit einem Achsgetriebe 10 in Verbindung
steht, welches seinerseits mit der somit als Antriebsachse
wirksamen Hinterachse 3 des Vorderwagens 1 verbunden
ist.
Die beiden Achsgetriebe 8 und 10 sind durch einen strichpunktiert
angedeuteten Kardanwellenstrang 11 miteinander
verbunden.
Der Boden 12 des Fahrgastraumes im Vorderwagen 1 ist gestrichelt
angedeutet. Wie ersichtlich, liegen das
Achsgetriebe 10 und der Elektromotor 9 sowie auch die
Kardanwelle 11 unterhalb des Bodens 12 des Fahrgastraumes
im Vorderwagen 1.
In Fig. 2 ist schematisch ein Achsgetriebe gezeigt; dieses
Achsgetriebe weist ein Getriebegehäuse 13 auf, dessen
Wand durch die folgenden Achsen durchbrochen wird: eine
Eingangsachse a, eine Ein- oder Ausgangsachse b, sowie
zwei Steckachsen, welche die vordere bzw. hintere Antriebsachse
3, 6 des Gelenkomnibusses der Fig. 1 bilden.
Die Achse a ist, wie gezeigt, mit dem einen Ende an der
Wand des Getriebegehäuses 13 gelagert, während ihr anderes,
im Inneren des Getriebegehäuses 13 liegendes Ende am Ende einer Welle
14 gelagert ist, die koaxial zu Welle a angeordnet ist.
Die Wellen a und 14 sind durch eine Schaltkupplung A
miteinander
verbunden, welche im ausgerückten Zustand, der
durch ausgezogene Linien gezeigt ist, die freie Relativdrehung
zwischen den Wellen a und 14 zuläßt, während im
eingerückten Zustand der Kupplung A, der gestrichelt gezeigt
ist, die beiden Wellen a und 14 drehfest miteinander
verbunden sind.
Die Welle 14, die an ihrem einen Ende das Ende der Welle
a abstützt, erstreckt sich in ein Differentialgetriebe
15 hinein, und zwar durch dessen erstes Eingangskegelrad
16, und ist in dessen zweitem Eingangskegelrad 17 drehbar
gelagert. Drehfest mit der Welle 14 sind die beiden umlaufenden
Kegelräder 18 des Planetengetriebes 15 verbunden.
Das Eingangs-Kegelrad 17 des Planetengetriebes 15 trägt,
und zwar koaxial zur Welle 14, eine Welle b, die das Getriebegehäuse
13 nach außen durchdringt und in diesem
drehbar gelagert ist.
Das andere Eingangs-Kegelrad 16 des Differentials 15 sitzt
auf einer Hohlwelle 20, welche die Welle 14 umgibt und
ein Vorgelegerad 19 trägt. Ferner ist an dem vom Eingangs-Kegelrad
16 des Differentials 15 abgewandten Ende der
Hohlwelle 20 eine Hälfte einer Schaltkupplung B angebracht,
deren andere Hälfte auf der Welle 14 sitzt. Im ausgerückten,
in ausgezogenen Linien gezeigten Zustand sind die Hohlwelle
20 und die Welle 14 frei zueinander verdrehbar; im
eingerückten Zustand der Schaltkupplung B, der gestrichelt gezeigt
ist, sind die Hohlwelle 20 und die Welle 14 drehfest miteinander
verbunden.
Das Vorgelegerad 19 ist als Stirnrad ausgebildet und greift
in ein zweites Stirnrad 21 ein, welches seinerseits auf
einer Welle 22 sitzt, die sich parallel zur Wellenanordnung
a-14-b erstreckt und die Eingangswelle zu einem
Differentialgetriebe
23 bildet, dessen beide Abtriebe von den
Steckachsen 3, 6 gebildet werden. Im Differentialgetriebe
23 werden bei Kurvenfahrt die unterschiedlichen Drehzahlen
jener Fahrzeugräder ausgeglichen, die mit den Steckachsen
3, 6 verbunden sind.
In Fig. 3 ist ein weiteres Getriebe gezeigt, welches ein
Getriebegehäuse 24 aufweist, das von vier Wellen durchdrungen
ist, und zwar von einer Antriebswelle c, einer
Abtriebswelle d sowie von beiden Steckachsen der Hinterachse
6.
Das Getriebe der Fig. 3 weist eine Eingangswelle c auf,
die beiderseits im Getriebegehäuse 24 gelagert ist, aber
mit dem einen Ende dieses nach außen hin durchdringt.
Im Bereich des anderen Endes ist eine Kupplung C angeordnet,
die in Verbindung mit einem die Welle c umgebenden
Vorgelege-Stirnrad 25 verbunden ist.
Im nichteingerückten, durch ausgezogene Linien gezeigten
Zustand läßt die Kupplung C die freie Relativdrehung zwischen
der Welle c und dem Stirnrad 25 zu, während im eingerückten,
gestrichelt gezeigten Zustand durch die Kupplung
C die drehfeste Verbindung zwischen der Welle c und dem
Stirnrad 25 hergestellt ist.
Das Stirnrad 25 steht mit einem weiteren, vorzugsweise
größeren Vorgelege-Stirnrad 26 in Verbindung, das seinerseits
auf einer Welle 27 sitzt, die mit dem Eingang eines
Differentialgetriebes 28 in Verbindung steht, dessen beide
Ausgänge von den Steckachsen der Nachläufer-Hinterachse
6 gebildet sind. Der Zweck des Differentialgetriebes 28
ist es, bei Kurvenfahrt die Drehzahlunterschiede zwischen
den Rädern, die mit den Steckachsen 6 verbunden sind, auszugleichen.
In dem vom Differential 28 abgewandten Ende der Welle 27
ist eine Welle d mit ihrem einen Ende gelagert, während
deren anderes Ende das Gehäuse 24 durchdringt und in diesem
gelagert ist. Eine Kupplung D läßt im ausgerückten,
durch ausgezogene Linien gezeigten Zustand die freie Relativdrehung
zwischen der Welle 27 und der Welle d zu,
während die Kupplung D im eingerückten, gestrichelten
Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen den Wellen
d und 27 herstellt.
Es werden im folgenden zwei Ausführungsformen erläutert.
In dieser Ausführungsform werden die beiden Achsgetriebe
8,10 des Hybrid-Gelenkomnibusses der Fig. 1 jeweils durch
ein solches Getriebe gebildet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
Diese Getriebe sind so eingebaut, daß deren beide Wellen
b durch die Kardanwelle 11 verbunden sind, während mit der
Welle a der Elektromotor 9 bzw. der Verbrennungsmotor 7
mit dem zugehörigen Schaltgetriebe verbunden ist.
Wie bereits oben erwähnt, weist das Getriebe der Fig. 2
ein Vorgelege auf, das aus den Stirnrädern 19 und 21 gebildet
ist.
Das Differential 15 dient dazu, Drehzahlunterschiede zwischen
den Achsen 3 und 6 des Omnibusses der Fig. 1 auszugleichen.
Im Überland-Fahrbetrieb, in welchem sich der Verbrennungsmotor
7 in Betrieb befindet, während der Elektromotor 9
abgeschaltet ist, ist bei dem vorderen Achsgetriebe 10,
dessen Welle a mit dem Elektromotor 9 in Verbindung
steht, die Kupplung A offen, während die Kupplung B geschlossen
ist. Bei dem Hinterachsgetriebe 8 ist dagegen
die Kupplung A geschlossen, welche die Welle a, die mit
dem Verbrennungsmotor 7 verbunden ist, mit der Welle 14
verbindet. Die Kupplung B ist geschlossen.
Bei dem Fahrbetrieb in Ballungszentren, in welchem nur
der Elektromotor 9 betrieben ist, ist dagegen bei dem
vorderen Achsgetriebe 10 die Kupplung A eingerückt, während
die Kupplung B offen ist. Bei dem hinteren Achsgetriebe
8 ist dagegen die Kupplung A offen, während die Kupplung
B geschlossen ist.
Bei dem oben beschriebenen Fahrbetrieb nur mit Verbrennungsmotor
7 ist der Elektromotor 9 völlig abgekuppelt. Wenn es
jedoch beabsichtigt ist, diesen zur Stromabgabe einzusetzen,
dann wird zusätzlich beim vorderen Achsgetriebe 10 die
Kupplung A eingerückt.
In dieser Ausführungsform ist das der vorderen Antriebsachse
3 zugeordnete Getriebe 10 von dem in Fig. 2 beschriebenen
Getriebe gebildet, während das der Nachläufer-Antriebsachse
6 zugeordnete Achsgetriebe 8 von dem in Fig. 3 gezeigten
Getriebe gebildet ist.
Bei dem Fahrbetrieb außerhalb von Ballungszentren, in
welchem der Verbrennungsmotor 7 als alleiniger Antrieb
verwendet wird, befindet sich in der Regel der Elektromotor
9 im Stillstand.
In diesem Zustand sind bei dem Getriebe der Fig. 3, das
das Achsgetriebe 8 bildet, die Kupplung C geöffnet, während
bei dem Getriebe der Fig. 2 die Kupplung A geöffnet ist und die Kupplung B geöffnet
oder geschlossen sein kann.
Bei dem Fahrbetrieb in Ballungszentren, bei welchem alleine
der Elektromotor 9 in Betrieb ist, während der Verbrennungsmotor
7 abgeschaltet ist, sind bei dem der Hinterachse
6 zugeordneten Achsgetriebe 8, das in Fig. 3 gezeigt
ist, die Kupplung C eingerückt, während die Kupplung
D offen ist. Der mit der Welle d verbundene Verbrennungsmotor
7 ist somit von dem Achsgetriebe der in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsform abgekuppelt. Dagegen ist das
Differential 28 des in Fig. 3 gezeigten Getriebes über das
Vorgelege 25, 26 mit der Welle c verbunden, die iherseits
über die Kardanwelle 11 mit dem vorderen Achsgetriebe
10 verbunden ist.
Das vordere Achsgetriebe 10 ist von dem in Fig. 2 gezeigten
Getriebe gebildet. Bei diesem ist die Kupplung A eingerückt,
während die Kupplung B offen ist. Das Differential
15 sorgt für den Ausgleich von Drehzahlunterschieden zwischen
der vorderen und hinteren Antriebsachse 3,6.
Wie aus dem Obigen ersichtlich, ist die Kupplung B
unbedingt erforderlich, wenn der Ladebetrieb
während der Fahrt möglich sein soll. In diesem
Fall befindet sich der Verbrennungsmotor 7 in Betrieb und
alle Kupplungen der Getriebe der Fig. 2 und 3 sind eingerückt.
Die in der Zeichnung gezeigten Drehzahlverhältnisse der
Vorgelege 19, 21 bzw. 25, 26 der Getriebe der Fig. 2
bzw. 3
sind nicht maßstäblich; diese Vorgelege dienen in der
zweiten Ausführungsform dazu, die Drehzahlunterschiede
zwischen Elektromotor und Verbrennungsmotor bzw. dessen
Getriebeausgang zu kompensieren.
Claims (5)
1. Hybridfahrzeug, vorzugsweise Gelenkomnibus, mit einem Vorderwagen (1)
und einem gelenkig mit ihm verbundenen Nachläufer (5) und mit je einer im
Vorderwagen (1) und im Nachläufer (5) angeordneten antreibbaren Achse
(3, 6), deren eine (3) von einem Elektromotor (9) und deren andere (6)
über ein Getriebe (8) von einem Verbrennungsmotor (7) antreibbar ist, wobei
die Leistungen von Elektromotor (9) und Verbrennungsmotor (7) in etwa
gleich sind und der Elektromotor (9) über ein weiteres Getriebe (10) mit
der antreibbaren Achse (3) des Vorderwagens (1) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (9) weiterhin über dieses Getriebe
(10), eine Kardanwelle (11) und das vom Verbrennungsmotor (7) antreibbare
Getriebe (8) mit der antreibbaren Achse (6) des Nachläufers (5) verbindbar
ist und der Verbrennungsmotor (7) über das von ihm antreibbare
Getriebe (8) nicht nur mit der antreibbaren Achse (6) des Nachläufers (5),
sondern über die Kardanwelle (11) und das weitere Getriebe (10) auch mit
der Antriebsachse (3) des Vorderwagens (1) verbindbar ist (Fig. 1, 2).
2. Hybridfahrzeug, vorzugsweise Gelenkomnibus, mit einem Vorderwagen (1)
und einem gelenkig mit ihm verbundenen Nachläufer (5) und mit je einer im
Vorderwagen (1) und im Nachläufer (5) angeordneten antreibbaren Achse
(3, 6), deren eine (3) von einem Elektromotor (9) und deren andere (6)
über ein Getriebe (8) von einem Verbrennungsmotor (7) antreibbar ist, wobei
die Leistungen von Elektromotor (9) und Verbrennungsmotor (7) in etwa
gleich sind und der Elektromotor (9) über ein weiteres Getriebe (10) mit
der antreibbaren Achse (3) des Vorderwagens (1) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (9) weiterhin über dieses Getriebe
(10), eine Kardanwelle (11) und das vom Verbrennungsmotor (7) antreibbare
Getriebe (8) mit der antreibbaren Achse (6) des Nachläufers (5) verbindbar
ist, während der Verbrennungsmotor (7) über sein Getriebe (8) und
unter Abkupplung von der Kardanwelle (11) nur mit der antreibbaren Achse
(6) des Nachläufers (5) verbindbar ist (Fig. 1, 2, 3).
3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß minddestens
eines der Getriebe (8, 10) ein Differentialgetriebe (15) aufweist.
4. Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe
(8, 10) einer jeden Antriebsachse (3, 6) eine Schaltkupplung (A, B, C, D)
zum Abtrennen des diesem Getriebe zugeordneten Antriebsmotors (7, 9)
aufweist.
5. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (9) zur Stromabgabe eingerichtet ist und daß die
Einrichtung zum Ein- und Ausschalten der Antriebsverbindung für den Verbrennungsmotor
(7) und Elektromotor (9) mit einer Bremsbetätigungseinrichtung
so verbunden ist, daß beim Abbremsen des Hybridfahrzeuges die
beiden angetriebenen Achsen (3, 6) mit dem Elektromotor (7) verbunden
sind.
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