DE4014635C2 - Anordnung zur elektronisch gesteuerten, stufenlosen Drehmomentverteilung eines Antriebsaggregates mittels eines Differentialgetriebes - Google Patents

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.

Um das Übersetzungsverhältnis unter Last ändern zu können ist durch die DE 29 48 782 A1 ein Planetengetriebe zur stufenlosen Änderung der Übersetzung zwischen einem Antriebsmotor und einem Abtrieb bekannt geworden, bei dem neben dem Hauptantriebsmotor ein weiterer Antriebsmotor geringer Leistung über ein selbsthemmendes Schneckengetriebe auf den Planetenträger einwirkt, um die Übersetzung zwischen dem Hauptantriebsmotor, der das Sonnenrad antreibt, und dem Abtrieb, nämlich dem Außenrad, zu variieren, wobei über eine elektronische Steuerung sowohl der Hauptantriebsmotor als auch der Steuermotor in Abhängigkeit verschiedener Parameter, z. B. Drehzahlwerten des Planetengetriebes und ähnlichen, selbsttätig zu steuern sind.

Der Aufwand für einen ständig wirksamen Steuermotor und dessen Energieversorgung ist unbefriedigend. Auch sind besondere Vorkehrungen zu treffen, insbesondere die Antriebsräder durch eine Standbremse zu blockieren, um den Hauptantriebsmotor anlassen zu können.

Ferner ist aus der DE 23 40 512 A1 eine Einrichtung zur stufenlosen Änderung der Übersetzung zwischen einem Antriebsmotor und einem Abtrieb bekannt geworden, bei dem ein Steuermotor auf das Tellerrad eines Differentialgetriebes und der Hauptantriebsmotor auf das eine Kegelrad wirkt, während das andere Kegelrad des Differentialgetriebes den Abtrieb darstellt, wobei die Verbindung zwischen dem Tellerrad und dem Steuerrad selbsthemmend oder bremsfähig ausgeführt werden kann.

Das Steuern einer solchen Einrichtung läßt aber viele Wünsche hinsichtlich des Bedienungskomforts offen.

Schließlich ist aus der DE 36 38 232 A1 ein Achs-Differential bekannt, bei dem die Radantriebswellen hydraulische Pumpen bzw. Motoren aufweisen, die über hydraulische Leitungen und Ventile koppelbar sind, wobei sich je nach Kopplungsgrad die Sperrwirkung zwischen den beiden Radantriebswellen hydraulisch vergrößern oder verkleinern läßt.

Die hydraulische Anlage dient dort jedoch ausschließlich der variablen Sperrung eines Differentialgetriebes, eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Ein- und Ausgängen des Getriebes ist dort weder vorgesehen noch in der vorgegebenen Konstellation in einem Fhrzeug möglich.

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 Merkmale 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 Kompression 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 oder der 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- und Steu­ erwelle in Wirkverbindung stehende Drehzahl­ messer (10, 10′, 10′′) sowie Geber für die Stellungen eines Brems- und eines 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 ist, 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) das Steuerventil (5a) und/oder das Steuerventil (5b) steuer­ bar sind.