DE4225315C2 - Hybrid-Antrieb für Fahrzeuge - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Antrieb für Fahrzeuge mit Merkmalen ent
sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik gemäß der DE 40 07 424 A1
Hieraus ist ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer Elek
tromaschine bekannt. Die Elektromaschine ist nur in Motorfunktion beschrieben,
nämlich entweder zum Anlassen des Verbrennungsmotor und zum alleinigen
oder gemeinsam mit dem Verbrennungsmotor erfolgenden Antrieb des Fahr
zeugs. Als Getriebe ist ein Geschwindigkeitswechselgetriebe angegeben, mit
Schaltgliedern, die eine Unterbrechung des Antriebsstranges ermöglichen. Über
die Schaltweise ist nichts ausgesagt. Diesem Getriebe ist ein hydrodynamischer
Wandler vorgeordnet, der ein speziell gestaltetes, mit dem Pumpenrad vereinig
tes einteiliges Wandlergehäuse aufweist, das für Schaltzwecke axial verschieblich
gelagert ist und über einen vergleichsweise komplizierten, teils hydrostatischen,
teils mechanischen Stellmechanismus mit einer Kupplung verbunden ist. Deswei
teren ist mit dem Wandlergehäuse außen eine als rotationszylindrische Hülse aus
gebildete Schwungmasse verbunden. Diese Schwungmasse ist mit einem Ab
schnitt wiederum als Läufer der Elektromaschine ausgebildet, der ein fahrzeug
fest angeordneter, den Läufer ringförmig umgebender Stator zugeordnet ist. Au
ßerdem ist endseitig der Schwungmasse als Teil der Kupplung eine Andruckplatte
angeordnet, hinter der, also im Innenraum der Schwungmasse, ein mit der Kur
belwelle verbundenes Kupplungsorgan und eine mit dem Stellmechanismus ver
bundene Druckplatte angeordnet ist.
Die bekannte Hybrid-Antriebseinrichtung ist eine Spezialkonstruktion, die prak
tisch in allen Teilen einzeln hergestellt werden muß. Auf gängige, d. h., handels
übliche Baugruppen kann nicht zurückgegriffen werden. Außerdem hat diese
Konstruktion, abgesehen von ihren enormen Herstellungskosten, eine Reihe wei
terer Nachteile. Die Elektromaschine baut aufgrund des extrem großen Durch
messers des Läufers sehr groß. Außerdem bedingt diese Lösung eine sehr exakte
Fixierungsvorrichtung für den Stator der Elektromaschine im Fahrzeug. Darüber
hinaus hat die Elektromaschine eine große Trägheit, weil der Läufer mit der
Schwungmasse vereinigt ist. Dies erfordert entweder hohe Ströme für die Läufer
beschleunigung aus dem Stillstand, oder es muß bei geringeren Strömen ein ver
gleichsweise langsames Anlaufen der Elektromaschine in Kauf genommen wer
den. Letzteres ist aber für einen reibungslosen Wechsel von Verbrennungsmotor-
Antrieb auf elektromotorischen Antrieb kaum vertretbar. Insgesamt gesehen
kann diese Lösung dem Fachmann daher nur ein kaum praxisgerechtes Konzept
für einen Hybridantrieb aufzeigen und ihn, falls er vor die Aufgabe gestellt wird,
nur veranlassen, nach in jeder Beziehung günstigeren Möglichkeiten zu suchen.
Überdies gibt diese bekannte Hybrideinrichtung dem Fachmann gar keinen Auf
schluß über den Antrieb von Nebenaggregaten, so daß aus Sicht dessen auch ein
Handlungs- und Überlegungsbedarf besteht.
Darüber hinaus sind für Hybridantriebe aber auch schon andere Lösungen be
kannt, die aber ähnliche oder andere Nachteile in Kauf nehmen müssen.
Die aus der DE 23 45 018 A1 bekannte Hybridantriebseinrichtung ist getriebetech
nisch relativ aufwendig, insbesondere was den Antrieb der Nebenaggregate des
Fahrzeuges anbelangt, so daß insgesamt ein verhältnismäßig großer Bauraum für
die Unterbringung der gesamten Aggregate notwendig ist. Dieser Bauraum steht
in vielen Fahrzeugen jedoch nicht zur Verfügung. Darüber hinaus ist beim Betrieb
der Elektromaschine als Motor nur ein relativ niedriger Wirkungsgrad erzielbar,
da nicht nur der hydrodynamische Wandler, sondern auch die Teile des relativ
komplexen Nebenabtriebes für die Nebenaggregate mitgeschleppt werden müs
sen.
Eine andere Art von Hybrid-Antrieb für ein Fahrzeug ist aus der DE 40 41 117 A1
bekannt. Diese Lösung baut auf einem herkömmlichen Antriebsstrang auf, der ei
ne Wärmekraftmaschine, ein herkömmliches Klauen- bzw. Synchron-Schaltge
triebe und eine dazwischen angeordnete Kupplung aufweist. Naturgemäß ist
beim Schalten der Gänge dieses Getriebes eine Zugkraftunterbrechung notwen
dig, um die Synchronisierung der miteinander in Eingriff zu bringenden Getriebe
glieder zu bewerkstelligen. Das hieraus resultierende Leistungsloch beeinträch
tigt die Fahrdynamik insbesondere dann, wenn das Fahrzeug rein elektromoto
risch betrieben wird. Durch eine entsprechende Automatisierung der Gangschal
tungen läßt sich zwar der Zeitraum der Zugkraftunterbrechung während einer
Gangschaltung minimieren, jedoch nicht ganz vermeiden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hybridantriebseinrichtung zu schaffen,
die einerseits kompakt baut und andrerseits die Verwendung möglichst vieler
herkömmlicher, d. h. handelsüblicher Komponenten solcher Art ermöglicht, daß
nötige Umbaumaßnahmen auf ein Minimum beschränkbar und im Vergleich zu
bekannten Lösungen auch ein wirkungsgradmäßig günstigerer Betrieb des Fahr
zeugs und der Nebenaggregate erzielbar ist.
Diese Aufgabe ist durch einen Hybridantrieb mit den im Anspruch 1 gekennzeich
neten Kombinationsmerkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen ange
geben.
Diese erfindungsgemäße Lösung baut auf einem herkömmlichen, d. h. handelsüb
lichen automatischen Lastschaltgetriebe mit hydrodynamischem Wandler und
Wandlerüberbrückungskupplung sowie einer herkömmlichen, d. h. handelsübli
chen Elektromaschine auf, die sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar
ist und in letzterem Fall eine fahrzeuginterne Batterie lädt. Um diese beiden han
delsüblichen Aggregate miteinander oder alternativ betreiben zu können sowie
außerdem sowohl die Elektromaschine als auch die Nebenaggregate günstig an
ordnen und antriebsmäßig anschließen zu können, ist erfindungsgemäß als An
triebsquelle für einen Nebenabtrieb die Glocke der Wandler-Pumpe gewählt
worden, denn dieses bedingt nur vergleichsweise einfache und damit billige Um
baumaßnahmen. Dabei wird die Glocke der Wandler-Pumpe mit einem Ritzel be
stückt und an diesem ein seitlich abgehender Getriebezug mit Wellenstrang und
Kupplung angeschlossen. An diesem Wellenstrang wiederum ist die Elektroma
schine angeschlossen und mittels der Kupplung an diesem zu- oder abkuppelbar.
Vom Wellenstrang und/oder der Elektromaschinen-Welle, d. h. vom einen
und/oder anderen Ende des Wellenstranges aus, sind die Nebenaggregate an
treibbar und dementsprechend dort antriebsmäßig anbindbar, was hinsichtlich
deren Anordnung und Betriebsweise ein Höchstmaß an Variabilität zuläßt. Durch
das Vorsehen eines automatischen Lastschaltgetriebes, welches auch über eine
Wandlerüberbrückungskupplung verfügt, mit der der Wandler, insbesondere bei
rein elektromotorischen Betrieb des Fahrzeugs, überbrückbar ist, lassen sich die
Schleppverluste minimieren und eine Kraftübertragung mit hohem Wirkungs
grad erzielen. Hierzu trägt auch das Vorsehen einer Kupplung zwischen Wandler
und Wärmekraftmaschine bei.
Nachstehend ist die erfindungsgemäße Lösung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.
Die Hybrid-Antriebseinrichtung des Fahrzeugs weist eine Wärmekraftmaschi
ne 1, z. B. einen Dieselmotor mit Einspritzpumpe EP, und ein automatisches Last
schaltgetriebe 2 herkömmlicher Bauart mit hydrodynamischem Wandler 3 auf.
Zwischen Hydrowandler 3 und Wärmekraftmaschine 1 ist eine schaltbare Kupp
lung KM vorgesehen, mit der die Verbindung zwischen Hydrowandler 3 und Wär
mekraftmaschine 1 unterbrechbar bzw. die zu übertragende Antriebskraft zu
mindest reduzierbar ist. Wärmekraftmaschine 1, Kupplung KM, Hydrowandler 3
und Automatikgetriebe 2 sind in dieser genannten Reihenfolge in Reihe hinter
einander direkt unmittelbar aneinander angrenzend zusammengebaut, so daß
sich diesbezüglich ein äußerst kompaktes Einbauaggregat ergibt. Die Welle 4 der
Wärmekraftmaschine 1 ist dabei mit der Eingangswelle 5 der Kupplung KM ver
bunden, während deren Ausgangswelle 6 mit einem Hohlrad 7 und über dieses
fest mit der Glocke 8 der Hydrowandler-Pumpe P verbunden ist. Die Verbindung
zwischen der Turbine T des Hydrowandlers 3 und der Eingangswelle 9 des Auto
matikgetriebes 2 ist durch eine Wandlerüberbrückungskupplung KÜ schließbar
und unterbrechbar. An der Ausgangswelle 17 des Automatikgetriebes 2 ist über
einen Gelenkwellenstrang 18 das Ausgleichsdifferential 19 einer angetriebenen
Achse 20 angeschlossen.
Die mit geringem Abstand vor der vorderen Stirnwand 10 des Getriebegehäu
ses 11 angeordnete Glocke 8 der Hydrowandler-Pumpe P ist mit einem Ritzel 12
bestückt, an der ein vorzugsweise aus zwei miteinander kämmenden Zahnrä
dern 13, 14 bestehender Nebenabtrieb angeschlossen ist, über den durch eine
schaltbare Kupplung KE die Welle 15 einer Elektromaschine 16 verbindbar bzw.
zumindest in bestimmten Betriebsbereichen mit dem Antriebsstrang verbunden
ist. Dabei ist das eine mit dem an der Pumpenglocke 8 gegebenen Ritzel 12 käm
mende Zahnrad 13 an der vorderen Stirnwand 10 des Getriebegehäuses 11 gela
gert, während das andere Zahnrad 14 zusammen mit der schaltbaren Kupplung
KE in einem seitlich am Getriebegehäuse 11 angeflanschten Gehäuse 21 unterge
bracht ist. Dabei ist das Zahnrad 14 fest mit der Eingangswelle 22 der Kupplung
KE verbunden, während deren Ausgangswelle 23 über einen Gelenkwellen
strang 24 mit der Welle 15 der Elektromaschine 16 verbunden ist. Die Elektroma
schine ist auf eine Leistung ausgelegt,die vorzugsweise kleiner als die Hälfte je
ner der Wärmekraftmaschine 1 ist.
Für die fahrzeuginternen Nebenaggregate, wie Lüfter, Luftpresser, Hydraulik
pumpen und dergleichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten der Anbindung an
diese Hybrid-Antriebseinrichtung. So kann beispielsweise zumindest ein Teil die
ser Nebenaggregate über einen rein mechanischen oder hydrostatisch-
mechanischen Triebstrang an der das zweite Zahnrad 14 des Nebenabtriebes tra
genden Eingangswelle 22 der Kupplung KE angeschlossen sein, mit der Folge, daß
die Antriebsleistung für diese Nebenaggregate somit von der Wärmekraftmaschi
ne 1 und/oder der Elektromaschine 16 her bereitstellbar ist. Dieser Fall ist in der
Zeichnung nicht dargestellt. Dort ist eine andere Version dargestellt, bei der zu
mindest ein Teil der Nebenaggregate, gezeigt sind eine Lenkhilfepumpe 25 und
ein Luftpresser 26, von der Welle 15 der Elektromaschine 16 her über einen Trieb
strang 27 antreibbar sind. Dabei ist vorzugsweise jener Teil der Nebenaggregate,
deren Betrieb immer sichergestellt sein muß, wie jener der Lenkhilfepumpe 25,
permanent mit der Elektromaschinenwelle 15 verbunden, während ein anderer
Teil der Nebenaggregate, wie der Luftpresser 26, deren Betrieb nicht permanent
erforderlich ist, nur bei Bedarf an die Elektromaschinen-Welle 15 ankuppelbar ist.
Im dargestellten Beispiel ist zur Zu- und Abschaltung des Luftpressers 26 eine
Kupplung KP in den Triebstrang 27 zwischen Elektromaschinen-Welle 15 und
Luftpresser-Welle eingebaut. Vorzugsweise sind die am Nebenabtrieb 13, 14 an
geschlossenen Nebenaggregate unter Last an den Antriebsstrang zuschaltbar.
Für den Fall, daß es sich bei dem Fahrzeug um ein Müllsammelfahrzeug, Kipper-
Lastkraftwagen, Verteiler-Lkw mit Hubplattform, Feuerwehrfahrzeug mit aus
fahrbarer Leiter und dergleichen, also um ein Fahrzeug handelt, das eine Arbeits
hydraulik mit zugehörigem Pumpenaggregat für Heben, Senken, Pressen und
dergleichen, aufweist, kann das Pumpenaggregat durch eine schaltbare Kupp
lung über den Triebstrang 27 mit der Elektromaschinen-Welle 15 verbunden wer
den und ist dann entweder allein von der Elektromaschine 16 her oder bei ent
sprechendem Bedarf auch zusammen von Wärmekraftmaschine 1 und Elektroma
schine 16 mit Antriebsleistung versorgbar.
Das automatisierte Lastschaltgetriebe 2 verfügt über eine eigene Ölversorgung
für die zur Schaltung der Schaltstufen notwendige Betätigung getriebeinterner
Schaltkupplungen KG. Hierzu ist eine beispielsweise an der Welle des Zahnra
des 13 angeschlossene Servopumpe 34 vorgesehen, die Öl aus einem getriebeei
genen Reservoir 35 saugt und in angeschlossene Servoschaltkreise pumpt. Vor
zugsweise dient einer dieser Servoschaltkreise auch zur Druckölversorgung der
Kupplung KE. Da die Servopumpe 34 abhängig von der Drehzahl n₁ der Wärme
kraftmaschine betrieben ist, könnte unter einer bestimmten Drehzahl, z. B. n₁ =
600 1/min, die Druckölförderung der Servopumpe 34 nicht mehr für eine ord
nungsgemäße Betätigung der getriebeinternen Schaltkupplungen KG ausrei
chen. Um dies zu vermeiden, ist ein Hilfsdruckölversorgungssystem vorgesehen,
mit einer Hilfsservopumpe 38, die von der Elektromaschine 16 über den Triebs
trang 27 angetrieben wird und vorzugsweise an der Welle des Luftpressers 26 an
geschlossen ist, somit über dessen Kupplung KP ebenfalls außer Betrieb setzbar
ist. Dies setzt bei Betriebsnotwendigkeit der Hilfsservopumpe 36 zwar einen Mit
betrieb des Luftpressers 26 voraus, jedoch kann über die Füllungssteuerung der
Luftvorratsbehälter dieses entsprechend geregelt werden. Wenn andererseits ein
Luftpresserbetrieb notwendig, aber ein Hilfsservopumpenbetrieb unnötig ist,
kann die Hilfsservopumpe 36 über ein dann entsprechend auf Durchlaß geschal
tetes Magnetventil 37 in einen Rückflußkreis zum Reservoir 35 fördern, wobei
aber ein in der Ausgangsleitung der Hilfsservopumpe 36 eingebautes, in deren
Förderrichtung durchlässiges Rückschlagventil 39 die Aufrechterhaltung des För
derdruckes der Servopumpe 34 sicherstellt. Die ebenfalls wie die Servopumpe 34
aus dem Reservoir 35 saugende Hilfsservopumpe 36, deren Förderdruck durch ein
Druckbegrenzungsventil 38 auf einen Absteuerdruck von beispielsweise 6 bar
einstellbar ist, arbeitet immer dann, wenn die festgelegte Grenzdrehzahl von bei
spielsweise n₁ = 600 1/min unterschritten ist und fördert Drucköl über das Rück
schlagventil 39 in die an der Servopumpe 34 angeschlossenen Servoschaltkreise.
Dies bedeutet, daß, wenn die Wärmekraftmaschine 1 über die Kupplung KM vom
Triebstrang abgekuppelt oder ganz stillgesetzt ist, bei rein elektromotorischem
Antrieb aufgrund der betriebenen Hilfsservopumpe 36 auch bei sehr niedrigen
Drehzahlen der Elektromaschinen-Welle 15 die Druckölversorgung des Getrie
bes 2 sichergestellt und durch Betätigung der Schaltkupplungen KG direkt ge
schaltet werden kann.
Der Elektromaschine 16 ist eine Regeleinrichtung 28 zugeordnet, die deren Be
trieb hinsichtlich Abschalten und Anlassen und Drehzahleinstellung sowohl für
Motor- als auch Generatorbetrieb regelt. Im Generatorbetrieb wird von der Elek
tromaschine 16 eine Batterie 29 gespeist, die wiederum als Energiequelle für die
Elektromaschine 16 dient, wenn diese als Motor betrieben wird.
Darüber hinaus ist eine systemeigene elektronische Betriebssteuereinrichtung
- Bordcomputer bzw. Fahrzeugrechner 30 - vorgesehen, die den Betrieb der Wär
mekraftmaschine 1 und der Elektromaschine 16 - letzterer über die Regeleinrich
tung 28 - regelt und außerdem auch das Schalten aller antriebssystemintern vor
handenen Kupplungen KM, KÜ, KE, KP, KG und dergleichen sowie die Einstellung
des Automatikgetriebes 2 steuert, und zwar per Programm auf Vorgaben des
Fahrers durch Betätigung von Vorwahlhebel 31, Fahrpedal 32 und Bremspedal 33
hin durch Vergleich von erfaßten Istwerten mit eingespeicherten Sollwer
ten/Kennfelddaten.
Der Fahrer hat aufgrund dieser Gegebenheiten zunächst die Fahrtrichtung mit
tels des Vorwahlhebels 31 vorzuwählen, dann auf den Fahrbetrieb aber nur noch
eine Einflußnahmemöglichkeit über das Fahrpedal 32 und Bremspedal 33, das
weitere regelt die Betriebssteuereinrichtung 30 im Sinne eines fahrsituationsspe
zifischen Wechselspieles zwischen Wärmemaschinenbetrieb und/oder Elektroma
schinenbetrieb mit entsprechenden Getriebeeinstellungen, Nutzbremsungen mit
Bremsenergierückgewinnung, Maschinenabschaltungen und -Wiederanlassun
gen (Wärmekraftmaschinenanwerfen über motorisch betriebene Elektromaschi
ne 16) sowie Ladung der Batterie 29 auch im Wärmekraftmaschinenbetrieb mit
im Ergebnis minimalen Emissions- oder Verbrauchswerten seitens der Wärme
kraftmaschine 1.
Aufgrund dieses extrem hohen Automatisierungsgrades ist es erforderlich, daß
die Betriebssteuereinrichtung 30 mit einer Vielzahl unterschiedlichster Istwert-
Daten gespeist wird, die ihr einen entsprechenden Rückschluß auf den Betrieb
von Wärmekraftmaschine 1 und Elektromaschine 16 sowie den erforderlichen
Leistungsbedarf am Antriebsstrang des Fahrzeugs ermöglicht. Als Beispiele sind
hier erwähnt die Istdrehzahl nM der Motorwelle 4, n₁ der Ausgangswelle 6 der
Kupplung KM, n₂ der Getriebeausgangswelle 17, nE der Elektromaschinen-Wel
le 15, ferner die Spannung U der Batterie 29 und deren Gasungstemperatur t, der
Druck PX in den Servoschaltkreisen für Betätigung Kupplungen KG.
Aufgrund der ihr zugeführten Daten initiiert die Betriebssteuereinrichtung 30
beispielsweise einen gemeinsamen Betrieb der Wärmekraftmaschine 1 und der
Elektromaschine 16 als Motor in unteren Getriebestufen dann, wenn dies zum
Anfahren und Beschleunigen oder zur Langsamfahrt in schwierigem Gelände
notwendig ist. Ein Wechsel auf alleinigen motorischen Betrieb der Elektromaschi
ne 16 ebenfalls in unteren Getriebestufen des Automatikgetriebes 2 wird bei Er
reichen einer bestimmten unteren Fahrgeschwindigkeitsschwelle initiiert und
bleibt bis zu einer bestimmten, festgelegten oberen Geschwindigkeitsschwelle
aufrechterhalten. Dieser Geschwindigkeitsbereich ist ein Indiz für einen Fahrbe
trieb in innerörtlichen bzw. emissionsgefährdeten Bereichen. Bei Überschreiten
der besagten oberen Geschwindigkeitsschwelle wird ein Wechsel in einen aus
schließlichen Betrieb der Wärmekraftmaschine 1 initiiert, wobei das Anwerfen
der Wärmekraftmaschine 1 über die Elektromaschine 16 bewirkt wird, welche
nach erfolgter und als erfolgreich erkannter Anlaßung abgeschaltet wird. Das
Abschalten der Elektromaschine 16 unterbleibt jedoch, wenn ein Laden der Bat
terie 29 notwendig ist. In diesem Fall wird die Elektromaschine 16 als Generator
geschaltet und von der Wärmekraftmaschine 1 her über den Hydrowandler 3 und
den besagten Nebenabtrieb 13, 14, KE, 24 angetrieben. Der Betrieb der Elektro
maschine 16 als Generator von der Wärmekraftmaschine 1 her erfolgt grundsätz
lich immer dann, wenn der Betriebssteuereinrichtung 30 ein Absinken der Batte
riespannung U unter einen zulässigen Grenzwert signalisiert wird. Außerdem
wird die Gasungstemperatur t der Batterie 29 als Regelkriterium herangezogen,
um die Ladung der Batterie 29 zu stoppen. Ein Generatorbetrieb der Elektroma
schine 16 wird außerdem bei jedem Bremsvorgang ausgelöst, um die anfallende
Bremsenergie in eine entsprechende Ladung der Batterie 3 umzusetzen.
Eine Überbrückung des Hydrowandlers 3 durch entsprechende Schaltung der
Wandlerüberbrückungskupplung KÜ sowie ein Öffnen der Kupplung KM wird zu
mindest immer dann initiiert, wenn die Elektromaschine 16 alleine für den An
trieb des Fahrzeuges oder der Nebenaggregate oder beim Bremsen als Generator
geschaltet wirksam ist. Auf diese Weise lassen sich Schleppverluste sowohl im
Motor- als auch Generatorbetrieb derselben minimieren.
Claims (12)
1. Hybridantrieb für Fahrzeuge, mit einem mit Rädern verbundenen Antriebs
strang, umfassend eine Wärmekraftmaschine, ein Getriebe, einen letzterem
vorgeordneten hydrodynamischen Wandler, eine Kupplung, mit der die An
triebsverbindung zwischen Wärmekraftmaschine und hydrodynamischem
Wandler unterbrechbar bzw. antriebsmäßig reduzierbar ist, und eine alter
nativ zur oder gemeinsam mit der Wärmekraftmaschine als Motor betreib
bare Elektromaschine, deren Rotor antriebsmäßig mit der Glocke der
Wandler-Pumpe verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination fol
gender Merkmale,
- a) die Elektromaschine (16) ist eine solche herkömmlicher Bauart, die so wohl als Motor als auch als Generator, dann eine Batterie speisend, be treibbar ist,
- b) das Getriebe ist durch ein automatisches Lastschaltgetriebe (2) her kömmlicher Bauart gebildet,
- c) der hydrodynamische Wandler (3) ist mit dem automatischen Lastschalt getriebe (2) vereinigt,
- d) dem Wandler (3) ist eine Wandlerüberbrückungskupplung (KÜ) zugeord net, mit der dieser, insbesondere bei rein elektromotorischem Betrieb des Fahrzeugs, überbrückbar ist,
- e) die Glocke (8) der Wandler-Pumpe (P) bildet das Antriebsorgan für einen Nebenabtrieb und trägt als Teil desselben ein Ritzel (12), an dem ein seit lich abgehender Getriebezug (13, 14) angeschlossen ist,
- f) am Getriebezug (13, 14) geht ein mit der Welle (15) der Elektromaschi ne (16) verbundener Wellenstrang (23, 24) ab,
- g) im Wellenstrang (23, 24) ist eine schaltbare Kupplung (KE) gegeben, durch deren Schaltung die Antriebsverbindung mit der Elektromaschi ne (16) schließbar oder unterbrechbar ist, und
- h) vom Wellenstrang (23, 24) und/oder der Elektromaschinen-Welle (15) aus sind Nebenaggregate (25, 26, 36) antreibbar.
2. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ne
benabtrieb bildende Getriebezug aus zwei miteinander kämmenden Zahn
rädern (13, 14) besteht, von denen das eine (13) mit dem an der Glocke (8)
der Wandler-Pumpe (6) gegebenen Ritzel (12) kämmt und neben der Glocke
(8) an der Stirnseite (10) des automatischen Lastschaltgetriebes (2) gela
gert ist, während das andere (14) in einem seitlich am Getriebegehäuse (11)
des automatischen Lastschaltgetriebes (2) angeflanschten Gehäuse (21) zu
sammen mit der Kupplung (KE) untergebracht ist, wobei die Eingangswelle
der Kupplung (KE) durch die Achse des Zahnrades (14) und die Ausgangs
welle (23) der Kupplung (KE) über einen Gelenkwellenstrang (24) mit der
Elektromaschinen-Welle (15) verbunden ist.
3. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
ein Teil der Nebenaggregate (25, 26, 36) von der Welle (15) der Elektroma
schine (16) her angetrieben ist.
4. Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Nebenaggregate, beispielsweise
die Lenkhilfepumpe (25), permanent mit der Welle (15) der Elektromaschi
ne (16) getrieblich verbunden ist, während ein anderer Teil der Nebenag
gregate, wie Luftpresser (26), Pumpe (36) und dergleichen, nur bei Bedarf
an die Elektromaschinen-Welle (15) ankuppelbar ist.
5. Hybridantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
ein Teil der Nebenaggregate des Fahrzeugs über einen an der Achse (22) des
zweiten Ritzels (14) des Nebenabtriebes (13, 14) angeschlossenen, rein me
chanischen oder hydrostatisch-mechanischen Triebstrang - somit von der
Wärmekraftmaschine (1) und/oder der Elektromaschine (4) her - mit An
triebsleistung versorgbar ist.
6. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht permanent angetriebenen Nebenaggregate unter Last zu
schaltbar sind.
7. Hybridantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des
sen Einsatz in einem Fahrzeug wie Müllsammelfahrzeug, Kipper-Lastwagen,
Verteiler-Lkw mit Hubplattform, Feuerwehrfahrzeug mit ausfahrbarer Lei
ter usw., das eine Arbeitshydraulik mit zugehörigem Pumpenaggregat für
Heben, Senken, Fressen und dergleichen aufweist, dieses Pumpenaggregat
über eine schaltbare Kupplung an den mit der Elektromaschinen-Welle (15)
verbundenen Nebenaggregate-Triebstrang (27) anschließbar ist.
8. Hybridantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regeleinrich
tung (28), die den Betrieb der Elektromaschine (16) hinsichtlich Abschalten
und Anlassen und Drehzahleinstellung für Motor- und Generatorbetrieb re
gelt, und eine systemeigene elektronische Betriebssteuereinrichtung (Bord
computer bzw. Fahrzeugrechner 30), die den Betrieb der Wärmekraftma
schine (1) und der Elektromaschine (16) - letzterer über die Regeleinrich
tung (28) - regelt und außerdem auch das Schalten aller antriebsstrangin
tern vorhandenen Kupplungen (KM, KÜ, KE, KP) sowie die Einstellung des
Getriebes (2) steuert, und zwar per Programm auf Vorgaben des Fahrers
durch Betätigung von Vorwahlhebel (31), Fahrpedal (32), und Bremspe
dal (33) hin durch Vergleich von erfaßten Istwerten mit eingespeicherten
Sollwerten/Kennfelddaten.
9. Hybridantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund
entsprechender Steuerung und Regelung die Elektromaschine (16) nur im
niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich bzw. bis zu einer diesbezüglich vor
gegebenen Geschwindigkeitsgrenze als Motor allein oder zusammen mit
der Wärmekraftmaschine (1) wirkt.
10. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme
kraftmaschine (1), die Kupplung (KM), der Wandler (3) und das automati
sche Lastschaltgetriebe (2) in dieser genannten Reihenfolge hintereinander
in Reihe jeweils unmittelbar aneinander angrenzend zusammengebaut
sind.
11. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der getrie
beinternen, über Servoschaltkreise die getriebeinternen Schaltkupplungen
(KG) für Betätigung mit Drucköl versorgenden Servopumpe (34) ein Hilfs
druckölversorgungssystem zugeordnet ist, mit einer aus dem gleichen Re
servoir (35) saugenden Hilfsservopumpe (36); die bei Unterschreiten einer
bestimmten Grenzdrehzahl von n₁ = beispielsweise 600 1/min der Wärme
kraftmaschinenwelle (4) - bei über Kupplung (KM) abgekuppelter oder ganz
stillgesetzter Wärmekraftmaschine (1) und dann rein elektromotorischem
Antrieb durch die Elektromaschine (16) - aktiviert wird und dann die an der
Servopumpe (34) angeschlossenen Servoschaltkreise mit Drucköl für direk
tes Schalten der getriebeinternen Schaltkupplungen (KG) auch bei niedrig
sten Drehzahlen der Elektromaschinenwelle (15) versorgt.
12. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung
der Elektromaschine (16) auf kleiner/gleich 1/2 der Leistung der Wärme
kraftmaschine (1) ausgelegt ist.
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