DE4014635A1 - Anordnung zur elektronisch gesteuerten, stufenlosen drehmomentverteilung eines antriebsaggregates mittels eines differentialgetriebes - Google Patents
Anordnung zur elektronisch gesteuerten, stufenlosen drehmomentverteilung eines antriebsaggregates mittels eines differentialgetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1.
Aus Bussien, "Automobiltechnisches Handbuch", Bd. 2,
18. Auflage, Technischer Verlag Herbert Cram, Berlin,
S. 1059 in Verbindung mit Abb. 34, ist eine Lenkbremse
für einen Radschlepper bekannt geworden, dessen über
ein Differentialgetriebe auf zwei Radachsen verteiltes
Drehmoment einer Antriebsmaschine durch Abbremsen der
einen oder anderen Radachse in vorbestimmter Weise auf
die beiden Radachsen verteilt wird.
Das bei solchen Lenkbremsen benutzte Prinzip einer
Drehmomentverteilung unter Last hat jedoch bei Hauptge
trieben noch keinen Eingang gefunden. Bei den bisher
bekannten Übersetzungsgetrieben ist es nicht oder nur
bedingt möglich, das Übersetzungsverhältnis unter vol
ler Last variabel und automatisch zu ändern. Alle bis
her bekannten Übersetzungsgetriebe, die dies ermögli
chen, sind entweder sehr aufwendig oder kompliziert,
oder nicht besonders belastbar. Außerdem benötigen sie
zwischen Motor und Getrieb eine Kupplung, um auch bei
laufendem Motor einen Stillstand der anzutreibenden Ma
schine zu ermöglichen.
Ausgehend von der eingangs genannten Lenkbremse ist es
Ziel der Erfindung, eine Getriebe-Anordnung zu schaf
fen, mit der die Kraft bzw. die Bewegungsenergie, die
ein Antriebsaggregat erzeugt, möglichst energiesparend
und zwar ohne den Gebrauch einer Kupplung und unter
Last stufenlos verstellbar auf eine Abtriebswelle zu
übertragen, wobei die Abtriebswelle mit einer Maschine
oder mit den Rädern eines Pkw in Antriebsverbindung
stehen kann, und bei der zwischen dem Gaspedal und der
Kraftstoffaufbereitungsanlage, wie z. B. dem Vergaser
des Antriebsaggregats, anstelle der mechanischen Ver
bindung eine andere Signalübertragungsform eingesetzt
werden soll.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kenn
zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Un
teransprüchen.
Mit dem erfindnungsgemäßen Getriebe ist es nunmehr mög
lich, ohne jegliche Kupplung bei laufendem Motor an der
Abtriebswelle des Getriebes jede beliebige Drehzahl von
Null bis Maximum zu erreichen, und zwar stufenlos und
unter Last. Durch die elektronische Steuerung wird er
reicht, daß für jede Anforderung automatisch das opti
male Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsaggre
gat und einer Arbeitsmaschine, oder z. B. den Rädern ei
nes Autos, hergestellt wird.
Eingesetzt werden kann das erfindungsgemäße Getriebe
grundsätzlich überall, wo Kräfte übertragen werden sol
len und es als sinnvoll erscheint, das Übersetzungsver
hältnis des elektronisch gesteuerten Getriebes bei Be
darf unter Last zu ändern;
- - es kann zwischen Generatoren und Turbinen z. B. bei der Stromerzeugung eingesetzt werden, um aus den auf die Turbine wirkenden Kräfte die größtmögliche Strommenge zu erzeugen,
- - im Fahrzeugbau ermöglicht das erfindungsgemäße Ge triebe, ohne daß eine verschleißanfällige Kupplung zu verwenden ist, ein sanftes Anfahren und ein stu fenloses Beschleunigen von Null auf Höchstgeschwin digkeit, dabei wird bei jeder Geschwindigkeit das Übersetzungsverhältnis und die Motordrehzahl automa tisch so gesteuert, daß der geringstmögliche Ener gieverbrauch erreicht wird,
- - dort, wo Maschinen möglichst sanft und stufenlos be schleunigt werden sollen,
- - dort, wo es notwendig ist, unabhängig von den auf die Abtriebswelle einwirkenden Kräften, immer die gleiche Drehzahl an der Abtriebswelle zu halten und
- - im Schlepperbau können Zapfwellen unabhängig von Motordrehzahl mit konstanter Drehzahl gefahren wer den, so daß auf die bisher im Schlepperbau einge setzten aufwendigen Getriebe, z. B. Kriechganggetrie be oder Getriebe mit bis zu 40 Gängen, verzichtet werden kann.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der
Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen
Übersetzungsgetriebes am Beispiel eines
Kfz-Getriebes mit elektronisch gesteuer
ter, stufenloser Übersetzung,
Fig. 2 ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemä
ßen Übersetzungsgetriebes in Verbindung
mit einer Rotationspumpe und
Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemä
ßen Übersetzungsgetriebes in Verbindung
mit einem Durchflußbegrenzer.
Die in Fig. 1 mit den Bezugsziffern I bis IV bezeich
nete Baugruppen bilden ein elektronisch stufenlos ein
stellbares Übersetzungsgetriebe für ein nicht dar
gestelltes Kraftfahrzeug. Hierbei umfaßt die Baugrup
pe I eine Steuerwelle 4, der ein Drehzahlmesser 10, zu
geordnet ist, ein Steuerventil 5a in einem Steuer
kreislauf 6 sowie eine Flüssigkeitspumpe 8. Die Bau
gruppe II weist eine Abtriebswelle 3, der ein Drehzahl
messer 10′′ zugeordnet ist, ein Steuerventil 5b in einem
Sicherheits- und Bremskreislauf 7, sowie eine Flüssig
keitspumpe 8 auf. Die Baugruppe III umfaßt ein Diffe
rentialgetriebe 9, zu dem ein Antriebskegelrad 15, ein
Tellerrad 16, mehrere Ausgleichskegelräder 17, ein Ke
gelrad 18 auf der Steuerwelle 4 sowie ein Kegelrad 19
auf der Abtriebswelle 3 gehören.
Zur Baugruppe VI gehören ein Antriebsaggregat 1 mit ei
ner Antriebswelle 2 und einem Drehzahlmesser 10.
Schließlich ist eine elektronische Steuerung 11 vorge
sehen, die mit einem Bremspedal 12, einem Gaspedal 13
und einer Geschwindigkeitsstufe 14 sowie mit den Steu
erventilen 5a und 5b, dem Antriebsaggregat 1 und den
Drehzahlmessern 10, 10′, 10′′ verbunden ist.
Um die Kraft bzw. die Bewegungsenergie, die das An
triebsaggregat 1 erzeugt, möglichst energiesparend auf
die Abtriebswelle 3 zu übertragen, und zwar ohne eine
Kupplung, ist das Antriebsaggregat 1 über die den Dreh
zahlmesser 10 aufweisende Antriebswelle 2 mit dem An
triebskegelrad 15 kraftschlüssig verbunden, welches mit
dem Tellerrad 16 des Differentialgetriebes 9 in Ein
griff steht. Dem auf der Abtriebswelle 3 drehbar gela
gerten Tellerrad ist ein auf der Steuerwelle 4 drehbar
gelagerter Getriebe-Korb formschlüssig zugeordnet, in
welchem die Ausgleichskegelräder 17 drehbar gelagert
angeordnet sind, wobei diese ihrerseits einerseits mit
dem auf der dem Tellerrad 16 zugewandten Seite auf der
Abtriebswelle 3 kraftschlüssig verbundenen Kegelrad 19
und andererseits mit dem auf der dem Tellerrad 16 abge
wandten Seite auf der Steuerwelle 4 kraftschlüssig ver
bundenen Kegelrad 18 in Eingriff stehen. Die Abtriebs
welle 3 ist koaxial zur Steuerwelle 4 im Differential
getriebe 9 angeordnet und es sind sowohl die Abtriebs
welle 3 als auch die Steuerwelle 4 drehbar gelagert.
Die den Drehzahlmesser 10′ aufweisende Steuerwelle 4
ist Teil der Baugruppe I, die die in dem Steuerkreis
lauf 6 angeordnete, mit der Steuerwelle 4 in Wirkver
bindung stehende Flüssigkeitspumpe 8 umfaßt, wobei die
Fördermenge über das Ventil 5a steuerbar ist.
Der den Drehzahlmesser 10′′ aufweisenden Abtriebswelle 3
ist die Baugruppe II zugeordnet, welche die in dem Si
cherheits- und Bremskreislauf 7 angeordnete, mit der
Abtriebswelle 3 in Wirkverbindung stehende Flüssig
keitspumpe 8 aufweist, deren Fördermenge über das Ven
til 5b steuerbar ist. Die Drehzahlmesser 10 der An
triebswelle 2, 10′ der Steuerwelle 4 und 10′′ der Ab
triebswelle 3 stehen - wie bereits erwähnt - in Wirk
verbindung mit der elektronischen Steuereinheit 11, die
ihrerseits in Abhängigkeit der Lage des Bremspedals 12
und/oder einer hier nicht dargestellten Handbremse, der
Lage des Gaspedals 13 sowie der Einstellage der Vor
wähleinrichtung der Geschwindigkeitsstufe 14, die Steu
erventile 5a und/oder 5b entsprechend ansteuert.
Über die Steuereinheit 11 werden die einzelnen Funktio
nen der Anordnung wie Motordrehzahl und Übersetzungs
verhältnis so aufeinander abgestimmt, daß möglichst we
nig Energie verbraucht wird.
So werden die Daten über die Stellung des Bremspedals
12 und/oder des Gaspedals 13 sowie der der Geschwindig
keitsstufe 14 dergestalt in der Steuereinheit ver
knüpft, daß bei gezogener Handbremse oder gedrücktem
Bremspedal 12 unabhängig von der Stellung der gewählten
Geschwindigkeitsstufe 14 ein Betätigen des Gaspedals
keine Drehung der Abtriebswelle 3 zur Folge hat. Dies
wird dadurch bewirkt, daß die Steuereinheit 11 das
Steuerventil 5b schließt, so daß das inkompressible Öl
des Sicherheits- und Bremskreislaufs 7 ein Drehen der
Pumpe 8 in der Baugruppe II verhindert, wobei gleich
zeitig die Steuereinheit 11 einerseits das Antriebsag
gregat 1 auf Leerlaufbetrieb einstellt (was z. B. bei
einem Benzinmotor durch die Einstellung des Vergasers
auf Leerlauf erfolgt) und andererseits das Steuerventil
5a ganz öffnet, so daß das Öl durch den Sicherheits
und Bremskreislauf 6 mittels der Pumpe 8′ der Baugrup
pe I ohne Widerstand im Kreise gepumpt wird. Somit ist
die Sperre der Steuerwelle 3 aufgehoben und das Bewegen
der Antriebswelle 2 kann über das Antriebskegelrad 15
auf das Tellerrad 16 und weiter über die Ausgleichske
gelräder 17 auf das Kegelrad 18 der Steuerwelle 4 über
tragen werden, die sich bei einem Übersetzungsverhält
nis von 1 : 1 zwischen dem Antriebskegelrad 15 und dem
Tellerrad 16 doppelt so schnell dreht wie die Antriebs
welle 2, während die Abtriebswelle 3 erfindungsgewollt
still steht.
Darüber hinaus ist es ferner möglich, die elektronische
Steuereinheit 11 so einzustellen, daß der Motor solange
abgestellt wird, solange keine Drehung der Abtriebswel
le 3 erwünscht ist, bis das Gaspedal 13 betätigt wird,
und die Steuereinheit 11 einen nicht dargestellten An
lasser betätigt, und somit das Antriebsaggregat 1 star
tet.
Wird nun das Gaspedal 13 gedrückt und die nicht darge
stellte Handbremse gelöst, so öffnet die Steuerung 11
bei Loslassen des Bremspedals 12 das Ventil 5b leicht
und gibt somit das Bewegen der Antriebswelle 3 bis zu
einer bestimmten Drehzahl frei, wobei gleichzeitig
durch die Steuerung 11 das Ventil 5a leicht geschlossen
wird, so daß nur noch eine begrenzte Menge Öl im Steu
erkreislauf fließen kann und damit die Ölpumpe 8 das
Drehen der Steuerwelle 4 verlangsamt und ein Teil der
Bewegung von der Antriebswelle 2 auf die Abtriebswelle
3 übertragen wird. Zeitgleich erhöht die Steuerung 11
die Drehzahl des Antriebsaggregats 1. Hierbei ist die
Funktion der Bauelemente und die Drehzahl des Antriebs
aggregats 1 so aufeinander abgestimmt, daß die durch
das Gaspedal 13 und der gewählten Geschwindigkeitsstufe
14 vorgegebene Drehzahl der Abtriebswelle 3 mit mög
lichst geringem Energieverbrauch erreicht und beibehal
ten wird.
Wird das Bremspedal 12 während der Fahrt gedrückt, so
wird die Abtriebswelle 3 möglichst schnell, jedoch
nicht schlagartig, zum Stillstand gebracht. In Verbin
dung mit einem weiteren Meßsystem an den Rädern kann so
auf einfache Weise eine Antiblockierfunktion erreicht
werden. Dies dient der Verkehrssicherheit und der Scho
nung des Getriebes, das über die Baugruppe II abge
bremst wird.
Zur Überwachung der Drehzahlen von Abtriebswelle 3,
Steuerwelle 4 und Antriebswelle 2 dienen die mit diesen
Wellen in Wirkverbindung stehenden Drehzahlmesser 10,
10′, 10′′, die die jeweiligen Signale an die Steuerung
11 abgeben, wobei die Steuerung diese in Bezug zu den
Stellungen des Gaspedals 13, des Bremspedals 12 bzw.
der nicht dargestellten Handbremse und der Geschwindig
keitsstufe 14 derart setzt, daß, je stärker das Gaspe
dal 13 gedrückt wird und je höher die gewählte Ge
schwindigkeitsstufe 14 ist, umso mehr das Ventil 5b ge
öffnet wird, und im Gegenzug wiederum wird das Ventil
5a geschlossen wird, hierdurch wird die Drehzahl der
Antriebswelle 2 je nach Bedarf erhöht oder gesenkt.
Dies geschieht unter Berücksichtigung der Belastung der
Abtriebswelle 3 in der Weise, daß die durch eine Bela
stung der Abtriebswelle 3 verursachte Drehzahlabsenkung
über den Drehzahlmesser 10′′ der Abtriebswelle 3 erfaßt
und an die elektronische Steuerung 11 gemeldet wird,
welche ihrerseits nun einerseits die Drehzahl des An
triebsaggregats 1 derart verändert und andererseits die
Ventile 5a und 5b öffnet bzw. schließt, daß die Ge
schwindigkeit, die durch das Gaspedal 13 und der Ge
schwindigkeitsstufe 14 festgelegt ist, trotz der höhe
ren Belastung beibehalten wird. Wird in der Steuerung
festgestellt, daß über eine Ansteuerung der Ventile 5a
und 5b die Belastung der Abtriebswelle entsprechend der
gewählten Geschwindigkeitsstufe 14 und der Stellung des
Gaspedals 13 nicht ausgleichbar ist, so wird die Dreh
zahl des Motors 1 entsprechend höher eingestellt.
Sinkt dagegen die Belastung an der Abtriebswelle 3
- wie es z. B. bei einer Bergabfahrt auftritt -, wirkt
sich dies durch eine Erhöhung der Drehzahl der Ab
triebswelle aus, welche über den der Abtriebswelle 3
zugeordneten Drehzahlmesser 10′′ an die elektronische
Steuerung 11 gemeldet wird. Die elektronische Steuerung
11 verringert daraufhin die Drehzahl des Motors 1 - ge
gebenenfalls bis zur Leerlaufdrehzahl oder sogar bis
zum Abschalten - und schließt einerseits das Ventil 5b,
wodurch die Drehzahl der Abtriebswelle 3 - wie bereits
erläutert - verringert wird, so daß die der gewünschten
Geschwindigkeit entsprechende Abtriebswellendrehzahl
beibehalten wird; und hierbei andererseits das Ventil
5a entsprechend nachgeregelt wird, so daß durch die be
grenzte Drehzahl der Abtriebswelle 3 das Fahrzeug nicht
weiter beschleunigt. Hierbei ist es sinnvoll, in den
Sicherheits- und Bremskreislauf 7 einen nicht darge
stellten Ölkühler vorzusehen, um ein Überhitzen des Öls
bei längeren Gefällefahrten - also im Schiebebetrieb
des Antriebsystems - zu verhindern.
Die Funktion der Geschwindigkeitsstufen 14-1, 2, 3
oder 4 sind mit den Gängen 1, 2 . . . herkömmlicher
Schaltgetriebe vergleichbar. Die zusätzliche Eingabe
von Geschwindigkeitsstufen 14 in die elektronische
Steuerung 11 ist notwendig, da es schwierig ist, einen
Geschwindigkeitsbereich von z. B. 0 bis 200 km/h allein
durch die Stellung des Gaspedals abzudecken. So würde
beispielsweise in der Geschwindigkeitsstufe 1 eine ma
ximale Geschwindigkeit von 50 km/h, und in der Ge
schwindigkeitsstufe 2 eine solche von 80 km/h gefahren
werden können, und so fort. Grundsätzlich werden die
Geschwindigkeitsstufen - in der Fig. 1 mit 1, 2, 3 und
4 bezeichnet - entsprechend den technischen Anforderun
gen an die konzeptionellen Bedürfnisse des Kraftfahr
zeuges ausgelegt.
Neben den vorstehend beschriebenen Funktionen kann die
Steuereinheit 11 durch weitere Funktionen zu einem
Steuersystem erweitert werden.
So kann die Anwahl der Geschwindigkeitsstufe 14 gleich
einem Automatikgetriebe durch die Steuereinheit erfol
gen und auf dem Armaturenbrett durch nicht dargestellte
Mittel angezeigt werden. Der Fahrer weiß durch die An
zeige, wie empfindlich das Gaspedal reagiert. Drückt er
z. B. das Gaspedal um einen Zentimeter, entspricht dies
in der Geschwindigkeitsstufe 1 einer Erhöhung um
3 km/h, dagegen in der Geschwindigkeitsstufe 4 einer
solchen um 15 km/h.
Als weitere Funktion könnte die Steuerung mittels einer
Drucktaste, die beispielsweise am Armaturenbrett ange
bracht ist, wahlweise so geschaltet werden, daß zwi
schen einer ökonomischen Steuerung, wobei jede Ge
schwindigkeitsänderung möglichst energiesparend er
reicht wird, und einer sportlichen Steuerung umgeschal
tet werden kann, bei der jede Änderung der Geschwindig
keit möglichst schnell zu erfolgen hat. Hierbei ist es
möglich, durch eine Art Kickdown, also das abrupte
Durchtreten des Gaspedals, kurzzeitig von der ökonomi
schen Steuerung auf die sportliche Steuerung umzuschal
ten, wie dies z. B. beim Überholen von Kraftfahrzeugen
zweckmäßig ist. Diese Funktionalität kann durch Pro
gramme in der Steuerung enthalten sein, die darüber
hinaus noch weitere Funktionsmodi zur Erzielung unter
schiedlicher Fahreigenschaften aufweisen kann. So kann
das Programm für die ökonomische Steuerung dergestalt
ausgelegt sein, daß bei plötzlichem Gasgeben durch
Drücken des Gaspedals 13 dieses dilatorisch wirkt, da
mit auf eine möglichst energiesparende Weise beschleu
nigt wird. Hingegen kann das Programm für sportliche
Steuerung so konzipiert sein, daß bei plötzlichem Gas
geben einerseits der Motor in seiner Drehzahl gestei
gert, und andererseits das steuerwellenseitige Überset
zungsverhältnis verringert wird. Nachdem der Motor nach
Bruchteilen von Sekunden seine volle Leistung erreicht
hat, regelt nun die elektronische Steuereinheit über
die Durchflußventile 5a und 5b die Übersetzung des Ge
triebes nach, wodurch das Kraftfahrzeug mit voller
Kraft beschleunigt. Auf diese Weise können auch mit Mo
toren geringerer Leistung gute Beschleunigungswerte er
zielt werden. Bei herkömmlichen Getrieben kommt der Mo
tor erst langsam auf Touren, und erreicht dadurch erst
erheblich später seine maximale Leistungsabgabe. Vor
rangiges Ziel der Erfindung ist es allerdings, nicht
gut Beschleunigungswerte zu erzielen, sondern Energie
einzusparen.
Gemäß einer weiteren Funktion der Steuerung kann durch
an Ortstafeln aufgestellte Sender automatisch die Ge
schwindigkeit innerorts überwacht werden. Dabei kann
die Steuerung so ausgelegt sein, daß bei Überschreiten
der Geschwindigkeitsbegrenzung, z. B. von 50 km/h, ein
den Fahrzeuglenker warnender Alarmton ausgelöst wird,
oder direkt die Steuerung die Geschwindigkeit entspre
chend der zulässigen Maximalgeschwindigkeit im Sinne
einer Überschreitungssicherung steuert.
Ferner können über Schalter am Armaturenbrett Geschwin
digkeitsvorgaben eingegeben werden, bei deren Über
schreiten die Steuerung einen Alarmton auslöst.
Darüber hinaus kann die Steuerung auch den Betriebszu
stand des Motors steuern, wie z. B. die Zündung, die
Ventile und/oder die Kraftstoffbemessung für die ein
zelnen Zylinder, wodurch im Stadtverkehr, z. B. bei ei
nem Vierzylindermotor, zwei Zylinder funktionell abge
schaltet werden können, wobei die Steuerung 11 die Ven
tile der abgeschalteten Zylinder so ansteuert, daß kei
ne kommpression in diesen Zylindern entsteht. Die bei
den anderen Zylinder arbeiten anstatt in einem niedri
gen in einem höheren Drehzahlbereich, in dem der Wir
kungsgrad besser ist, so daß zusätzlich Kraftstoff ge
spart werden kann.
Bei Bedarf werden die abgeschalteten Zylinder wieder
zugeschaltet.
Aus Energiespargründen kann es sinnvoll sein, auch wäh
rend der Fahrt, z. B. bei Verringerung der Geschwindig
keit, den Motor abzustellen. Die notwendige Ansteuerung
kann ebenfalls durch die elektronische Steuerung be
werkstelligt werden. Wird der Motor zum Antrieb wieder
gebraucht, wird der Anlasser unter gleichzeitiger Kon
trolle durch die elektronische Steuerung in bezug auf
die das Übersetzungsverhältnis beeinflussenden Steuer
ventile 5a und 5b betätigt, wobei das Übersetzungsver
hältnis dergestalt durch die Steuerung gesteuert wird,
daß ein Teil der Bewegungsenergie des Fahrzeugs über
die Räder auf die Abtriebswelle 3 und über das Diffe
rentialgetriebe 9 auf die Antriebswelle 2 und so auf
den Motor 1 übertragen wird, wodurch der Anlaßvorgang
unterstützt wird, was besonders bei Dieselmotoren von
Vorteil ist, und der Anlasser selbst, sowie die Batte
rie geschont werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2.
Dort ist als weitere Möglichkeit gezeigt, anstatt der
Ventile 5a und 5b andere Bauelemente einzusetzen, näm
lich eine direkt von der Abtriebswelle 2 angetriebene
Rotationspumpe, die stufenlos variable Fördermengen zu
läßt, um die Öldurchflußmenge und damit auch die Dreh
zahl der Steuerwelle 4 zu steuern. Der besondere Vor
teil dabei ist, daß, wenn sich die Drehzahl der An
triebswelle 2 verdoppelt, sich automatisch (ohne jegli
che Steuerung der Pumpe) auch die Drehzahl an der Steu
erwelle 4 und der Abtriebswelle 3 verdoppelt. Die Pumpe
muß also nur geringfügig nachgesteuert werden, um ein
optimales Verhältnis zwischen Energieverbrauch und
Geschwindigkeit zu erzielen.
Schließlich zeigt Fig. 3 einen Durchflußbegrenzer,
über den ebenfalls die Durchflußmenge und damit die
Drehzahl der Steuerwelle 4 zu steuern ist. Dieser wird
von einem schwachen Elektromotor (oder ebenfalls von
der Antriebswelle 2, wobei hier zur Durchflußbegrenzung
die Zahl der geöffneten Bohrungen 34, z. B. durch Ven
tile, begrenzt werden muß), dessen Drehzahl stufenlos
geregelt wird, angetrieben. Eingebaute Gummimembranen
sorgen für Druckausgleich, wenn bei langsamer Drehzahl
kurzzeitig alle Bohrungen 34 des Durchflußbegrenzers
verschlossen sind. Die Reibungswiderstände im Ölkreis
lauf 6 und 7 können durch einen von einer Zugfeder ge
steuerten, nicht dargestellten Kolben, der im Ölkreis
lauf 6 und 7 einen Unterdruck erzeugt, verringert wer
den.
Auch kann durch Einbau von starren Übersetzungsgetrie
ben zwischen den Baugruppen I, II und III der Wirkungs
grad noch verbessert werden.
Claims (8)
1. Anordnung zur elektronisch gesteuerten, stufenlo
sen Drehmomentverteilung der Kraft bzw. Bewegungsener
gie eines Antriebsaggregats mittels eines Differential
getriebes (9) unter Last, welches eingangsseitig eine
Antriebswelle (2), ausgangsseitig eine Abtriebswelle
(3) und eine Steuerwelle (4) aufweist, wobei sowohl die
Steuerwelle (4) als auch die Abtriebswelle (3) mit je
weils einer Bremseinrichtung in Wirkverbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
- a) daß die steuerwellenseitige Bremseinrichtung durch einen Steuerkreislauf (6) gebildet ist, der eine Flüssigkeitspumpe (8) umfaßt, die ei nerseits in Wirkverbindung mit der Steuerwelle (4) steht und andererseits über ein in dem Steuerkreislauf (6) angeordnetes Steuerventil (5a) bezüglich des Fördervolumens regelbar ist,
- b) daß die abtriebsseitige Bremseinrichtung durch einen Sicherheits- und Bremskreislauf (7) ge bildet ist, der eine Flüssigkeitspumpe (8) um faßt, die einerseits in Wirkverbindung mit der Abtriebswelle (3) steht und andererseits durch ein in dem Sicherheits- und Bremskreislauf (7) angeordnetes Steuerventil (5b) bezüglich des Fördervolumens regelbar ist, und
- c) daß die Steuerventile (5a und 5b) durch eine elektronische Steuerung (11) steuerbar sind, der antriebs-, abtriebs- und steuerwellenseitig angeordnete, mit der Antriebs-, Abtriebs- Steu erwelle in Wirkverbindung stehende Drehzahl messer (10, 10′, 10′′) sowie Geber für die Stellungen eines Brems- und Gaspedals sowie gegebenenfalls einer Geschwindigkeitsstufe wir kungsmäßig zugeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß mittels vorwählbarer Programme die Zuordnung
der Sensordaten der Drehzahlmesser (10, 10′, 10′′) und
der Geberdaten von Bremspedal (12), Gaspedal (13) und
Geschwindigkeitsstufe (14) entsprechend vorbestimmbarer
Fahrweise eines Kraftfahrzeuges zur Steuereinheit (11)
durchführbar ist, und daß die Steuerventile (5a) und
(5b) und das Antriebsaggregat (1) über die Steuerein
heit (11) entsprechend dem vorgewählten Programm betä
tigbar sind.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß über das vorwählbare Programm bei
einer leistungserhöhenden Änderung der Stellung des
Gaspedals (13) das Steuerventil (5a) tendentiell zu
schließen und gleichzeitig das Steuerventil (5b) ten
dentiell zu öffnen ist, hingegen bei einer leistungsre
duzierenden Änderung der Stellung des Gaspedals (13)
das Steuerventil (5a) tendentiell zu öffnen und gleich
zeitig das Steuerventil (5b) tendentiell zu schließen
ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß über das vorwählbare Programm bei
Betätigen des Bremspedals (12) das Steuerventil (5a)
tendentiell zu öffnen und gleichzeitig das Steuerventil
(5b) tendentiell zu schließen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß über das vorwählbare Programm bei einer lei
stungserhöhenden Änderung der Stellung des Gaspedals
die Motordrehzahl auf eine in bezug auf die Gaspedal
stellung entsprechende höhere Drehzahl zu bringen ist,
wobei die Steuerventile (5a und 5b) entsprechend zu
schließen bzw. zu Öffnen sind, wobei das Kriterium der
relativen Drehzahlerhöhung einerseits und die entspre
chende Ansteuerung der Steuerventile (5a und 5b) an
dererseits entsprechend dem minimalen Energieverbrauch
verkörpert ist, hingegen bei einer leistungsreduzieren
den Änderung der Stellung des Gaspedals die Motordreh
zahl auf eine in bezug auf die Stellung des Gaspedals
entsprechende niedrigere Drehzahl zu bringen ist, wobei
die Steuerventile (5a und 5b) entsprechend zu öffnen
bzw. zu schließen sind, und wobei das Kriterium der mo
torseitigen relativen Drehzahlreduzierung einerseits
und die Ansteuerung der Steuerventile (5a und 5b) ande
rerseits die der Stellung des Gaspedals entsprechende
Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ist.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß über die vorwählbaren Programme verschiedene
Steuerkriterien zur Art und Weise der Drehzahlerhöhung
bzw. Drehzahlreduzierung anwählbar sind.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerung (11) mit einem zur
Übertragung von durch ortsfeste Sendeeinrichtungen ab
gestrahlte Informationen von Geschwindigkeitsvorgaben
an die Steuerung (11) dienenden Empfänger gekoppelt
ist, und dessen Signale von der Steuerung zum Zwecke
der Geschwindigkeitssteuerung des Systems einbezogen
ist.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Antriebsaggregat (1) über eine einen Dreh
zahlmesser (10) aufweisende Antriebswelle (2) mit dem
Antriebskegelrad (15) kraftschlüssig verbunden ist,
welches mit dem Tellerrad (16) des Differentialge
triebes (9) in Eingriff steht, wobei dem auf der Ab
triebswelle (3) drehbar gelagerten Tellerrad ein auf
der Steuerwelle (4) drehbar gelagerter Getriebe-Korb
formschlüssig zugeordnet, in welchem die Ausgleichsrä
der (17) drehbar gelagert angeordnet sind, wobei diese
ihrerseits einerseits mit dem auf der dem Tellerrad
(16) zugewandten Seite auf der Abtriebswelle (3) kraft
schlüssig verbundenen Kegelrad (19) und andererseits
mit dem auf der dem Tellerrad (16) abgewandten Seite
auf der Steuerwelle (4) kraftschlüssig verbundenen Ke
gelrad (18) in Eingriff stehen, daß die Abtriebswelle
(3) koaxial zur Steuerwelle (4) im Differentialgetriebe
(9) angeordnet ist und sowohl die Abtriebswelle (3) als
auch die Steuerwelle (4) drehbar gelagert ist, wobei
einerseits der einen Drehzahlmesser (10) aufweisenden
Steuerwelle (4) eine Baugruppe I zugeordnet ist, die
die in dem Steuerkreislauf (6) angeordnete, mit der
Steuerwelle (4) in Wirkverbindung stehende Flüssig
keitspumpe (8) aufweist, deren Fördermenge über das
Ventil (5a) steuerbar ist, daß der den Drehzahlmesser
(10) aufweisenden Abtriebswelle (3) eine Baugruppe II
zugeordnet ist, die die in dem Sicherheits- und Brems
kreislauf (7) angeordnete, mit der Abtriebswelle (3) in
Wirkverbindung stehende Flüssigkeitspumpe (8) aufweist,
deren Fördermenge über das Ventil (5b) steuerbar ist,
und daß die Drehzahlmesser (10, 10′, 10′′) der An
triebswelle (2), der Steuerwelle (4) und der Abtriebs
welle (3) in Wirkverbindung mit der elektronischen
Steuereinheit (11) stehen, über die in Abhängigkeit der
Lage des Bremspedals (12) und der Lage des Gaspedals
(13) sowie der Vorwähleinrichtung der Geschwindigkeits
stufe (14) die Steuerventile (5a) und/oder (5b) steuer
bar sind.
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