DE60112243T2 - Integrierter retarder und zubehör - Google Patents

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    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/20Reducing vibrations in the driveline

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 2. Februar 2000 eingereichten vorläufigen Anmeldung (provisional application) mit der Seriennummer US 60/179,900.
  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches System für Fahrzeuge und insbesondere die Beziehung zwischen dem elektrischen System des Fahrzeuges und dem Antriebsstrang zur Steuerung des Drehmomentes, der Energieerzeugung und des Anlassens des Motors.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gängige Fahrzeuge, so beispielsweise Sattelzüge, Müllfahrzeuge, Busse und dergleichen, enthalten oftmals einen Verlangsamer, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeuges jedes Mal, wenn das Fahrzeug verlangsamt werden soll, verringert wird, ohne dass Reibungsbremsen zum Einsatz kommen müssten. Die Verwendung eines Verlangsamers stellt daher ein Mittel dar, die Lebensdauer der Fahrzeugbremsen zu verlängern und eine häufige und kostenintensive Wartung der Bremsen zu vermeiden.
  • Die Versorgung derartiger Verlangsamervorrichtungen mit Energie kann aus mehreren Quellen erfolgen. Einige Verlangsamer werden durch Steuerung der Einlass- und Auslassventile des Motors betrieben, andere durch Begrenzung der Motorabgase, wieder andere sind ausgestaltet, um sich hydraulische Energie oder eine magnetische oder elektromagnetische Wechselwirkung zu Nutze zu machen. Alle Verlangsamer funktionieren derart, dass sie die einem bewegten Fahrzeug innewohnende kinetische Energie absorbieren oder aufnehmen.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff „Verlangsamung" den Einsatz eines elektromagnetischen Verlangsamers zur Verlangsamung eines Fahrzeuges.
  • Bei elektromagnetischen Verlangsamern sind aus dem Stand der Technik zwei Verfahren bekannt, um deren magnetisches Feld zu erregen.
  • Das eine Verfahren nutzt die Batterie und den Drehstromgenerator des Fahrzeuges als Energiequelle. Wein 2 gezeigt ist, konkurriert der Verlangsamer 30 mit den übrigen Lasten innerhalb des Fahrzeuges um die verfügbare Energie. Während der Verlangsamung, die beispielsweise bei einer Abwärtsfahrt auftritt, läuft der Motor mit geringerer Drehzahl. In diesem Fall ist die Ausgabe des Drehstromgenerators 22 nicht ausreichend, um die Batterie vollständig geladen zu halten. Darüber hinaus bewirkt der Verlangsamer eine Entleerung der geladenen Batterie.
  • Das zweite Verfahren verwendet anstelle einer Feldwicklung Permanentmagneten. Bei diesem Aufbau obliegt die Verlangsamung des Fahrzeuges nicht der Batterie des Fahrzeuges und dem Drehstromgenerator. Gleichwohl ist das durch die Verlangsamung erzeugte Drehmoment primär auf einen Zustand „vollständig EIN" oder „vollständig AUS" beschränkt. Alternativ kann ein kostenintensiver Rotorversetzungsmechanismus eingebaut werden, der in der Lage ist, die Spannung zu variieren.
  • In dem US-Patent US 5,821,712 wird ein elektromagnetisches Bremssystem beschrieben. Das beschriebene Bremssystem umfasst Spulenanordnungen, die sich gegenüber einer Rotormagnetanordnung durch Verwendung einer Betätigeranordnung bewegen. Werden die Spulenanordnungen näher an die Rotormagnetanordnung heranbewegt, so entwickelt sich ein Strom in der Spulenanordnung, der ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld induziert wiederum ein Drehmoment an der Rotormagnetanordnung. Der erzeugte Strom kann dann zum Wiederaufladen des Energiespeichersystems an Bord des Fahrzeuges verwendet werden.
  • Das US-Patent US 4,864,173 offenbart ein Gerät zur gesteuerten Verlangsamung der Bewegung eines Fahrzeuges, umfassend: einen Motor und eine Hauptantriebswelle; eine Gehäusestruktur, von der die Hauptantriebswelle drehbar getragen ist; einen elektromagnetischen Verlangsamungsmechanismus mit einem Induktionsring, der an der Gehäusestruktur in umgebender Beziehung mit der Hauptantriebswelle befestigt ist, sowie eine Feldwicklung, die an der Hauptantriebswelle befestigt ist.
  • Neben der elektromagnetischen Verlangsamung ist aus dem Stand der Technik auch das Mittel der hydraulischen Verlangsamung als Mittel zur Unterstützung der Bremsung eines Fahrzeuges bekannt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche festgelegt. Zusätzliche Funktionen können das Verlangsamersystem betreffen, das gegebenenfalls derart ausgelegt ist, dass es eines der folgenden Merkmale oder eine Kombination hieraus enthält: 1) einen bürstenlosen Gleichstromdrehstromgenerator; 2) einen bürstenlosen Gleichstromanlasser; 3) einen Passiv/Aktiv-Dämpfer, der das Schwungrad des Fahrzeuges ersetzt; 4) eine getriebesynchronisierende Trägheitsbremse; und 5) einen Verstärker zur Verlegung der Verzögerung in Verbindung mit dem Einsatz eines Turboaufladers.
  • Das Gehäuse, das das Verlangsamungssystem enthält, kann in den Motor oder das Getriebe integriert sein. Bei Betrieb des Motors wird ein Drehmoment an der Antriebswelle zur Speisung des Getriebes erzeugt. Gegebenenfalls erzeugt der Verlangsamer ein Verlangsamungsdrehmoment beziehungsweise ein negatives Drehmoment zur Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
  • Das Verlangsamungssystem kann entweder am Eingang oder am Ausgang des Getriebes angeordnet sein. Die Anordnung hängt von der gewünschten Anwendung ab, da jede Anordnung andere Vorteile mit sich bringt.
  • So kann beispielsweise ein Verlangsamungssystem, das am Ausgang des Getriebes angeordnet ist, kleinformatig und leichtgewichtig ausgestaltet werden, indem es mit einer Hochgeschwindigkeitswelle versehen wird. Gleichwohl kam das Verlangsamungssystem an dieser Anordnungsstelle keinen wirkungsvollen Anlasser oder Generator bilden, da eine Drehung hiervon nur dann erfolgt, wenn das Getriebe mit der Kupplung oder einem anderen Drehmomentüberträger in Eingriff befindlich ist.
  • Demgegenüber kann ein Verlangsamungssystem, das am Eingang eines Getriebes angeordnet ist, ungeachtet seiner Größe einen Vorteil hinsichtlich der Übersetzungsverhältnisse beim Herunterschalten mit sich bringen, wodurch sogar ein noch größeres Drehmoment erzeugt werden kann. Darüber hinaus ist für den Fall, dass die Verlangsamungsrotoranordnung, was nachstehend noch erläutert wird, zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet ist, deren Funktion als Generator nicht beeinträchtigt, wenn eine Drehung erfolgt, solange der Motor läuft. Darüber hinaus kann aufgrund der Tatsache, dass die Rotoranordnung des Verlangsamungssystems unmittelbar mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, die Vorrichtung als Anlasser verwendet werden. Aufgrund der ge nannten Ursachen wird das Verlangsamungssystem vorzugsweise zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet. Bei diesem Aufbau wird zudem bevorzugt, wenn ein Induktionsring oder ein Verlangsamungszylinder derart ausgelegt sind, dass sie von einem Kühlmittel durchflossen werden können, weshalb ein Anschluss an den bereits bestehenden Kühlmittelkreislauf (mithin die Heizung) des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden kann, damit die während des Verlangsamens erzeugte Wärme abgeführt wird.
  • Darüber hinaus wird ein elektromagnetischer Verlangsamer beschrieben, der entlang der Antriebswelle an den Erregergenerator angeschlossen ist. Ein Permanentmagnetgenerator (PMG) kann ebenfalls an derselben Welle angeordnet sein, ist jedoch nicht unmittelbar entweder mit dem Verlangsamer oder mit dem Erregergenerator verbunden. Die Motoren sowohl von Erregergenerator und PMG als auch der Feldwicklung des Verlangsamers sind entweder mit einer zusammenwirkenden Welle, die wiederum mit der Hauptantriebswelle gekoppelt ist, gekoppelt, oder die zusammenwirkende Welle ist per se bereits die Hauptantriebswelle. Des Weiteren ist wenigstens ein Gleichrichter zwischen der Feldwicklung und dem Erregerrotor angeordnet und damit verdrahtet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Feldwicklung, der Gleichrichter und die Rotoren von Erreger und PMG zusammen als Verlangsamungsrotoranordnung bezeichnet.
  • Über der Rotoranordnung ist ein Gehäuse angeordnet, das entweder in das Motorgehäuse oder in das Getriebegehäuse integriert ist oder auch als separates Gehäuse ausgebildet sein kann. Das Gehäuse umfasst vorzugsweise den Induktionsring und die Statoren von Erregergenerator und PMG. Aus diesem Grund umfassen der Verlangsamer, der Erregergenerator und der PMG jeweils relativ zueinander drehbare Elemente, den stationären Induktionsring des Verlangsamers und Statoren von Erregergenerator und PMG, und die zugehörigen drehbaren Elemente, die Feldwicklung und den Erregerrotor und den PM-Rotor, die in Drehung befindlich sind, wenn der Antriebsstrang in Betrieb ist.
  • Der Erregergenerator ermöglicht einen bürstenlosen Betrieb, wobei der PMG als „selbsterregend" bezeichnet wird, da dessen Rotor mit der Antriebswelle des Fahrzeuges gekoppelt ist und Strom erzeugt, solange die Antriebswelle in Drehung befindlich ist.
  • Der elektromagnetische Verlangsamer arbeitet mittels Erregung der drehenden Feldwicklung und der Rotoranordnungen, um mit einem stationären Induktionsring in Wechselwirkung zu treten, sodass ein Drehmoment erzeugt wird, das zusammen mit der Dre hung der Antriebswelle Energie erzeugt. Aus diesem Grund sind beide Verlangsamungselemente, die Feldwicklung und der Induktionsring in umgebender Beziehung zu der Hauptantriebswelle.
  • Man beachte insbesondere, dass ungeachtet der Tatsache, dass ein Drehmoment zwischen der Feldwicklung der Rotoranordnung und dem Induktionsring aufgrund der magnetischen Anziehung sogar bei Stillstand existieren kann, eine relative Bewegung zwischen dem PMG-Rotor und Stator gegeben sein muss, damit ein Drehmoment erzeugt wird. Mit anderen Worten, die Feldwicklung erfordert eine Erregung durch elektrischen Strom, die als Ergebnis einer Ausgabe erzeugt wird, die wiederum von dem PMG stammt.
  • Hierdurch wird der PMG in die Lage versetzt, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, die benötigt wird, um den Erregergenerator und letztendlich die Feldwicklung der Rotoranordnung zu erregen. Da der PMG immer dann Elektrizität erzeugt, wenn die Antriebswelle in Drehung befindlich ist, ist es notwendig, einen Regulator zur Regulierung des PMG des den Erregerstator erreichenden Stromes einzusetzen. Der Betrieb des Regulators hängt von der Art des empfangenen externen Signals ab. Darüber hinaus ist eine Speisungseinheit (power conditioning unit PCU) von Nöten, um den Wechselstrom (alternating current AC), der von dem PMG erzeugt wird, in Gleichstrom (direct current DC) umzuwandeln.
  • Die Erfindung kann genauso betrieben werden, wenn der Induktionsring in Drehung versetzt wird, während das Magnetfeld stationär verbleibt.
  • Zusätzlich zu der Tatsache, dass der PMG die elektrische Energie liefert, die zur Versorgung des Erregergenerators verwendet wird, kann dieser ebenfalls zum Aufladen der Batterie des Fahrzeuges eingesetzt werden, weshalb kein Drehstromgenerator mehr benötigt wird.
  • Zudem ist der Energiefluss durch die PCU teilweise reversibel, sodass die Batterie zum Antrieb des PMG eingesetzt werden kann, weshalb kein eigener Anlasser mehr von Nöten ist.
  • Die von der Rotoranordnung erzeugte Trägheit kann zudem effektiv dazu verwendet werden, dass Schwungrad des Motors zu ersetzen. Eine gesteuerte Pulsung des Ver langsamers entgegengesetzt zu den Pulsen des positiven Drehmomentes des Motors kann eine aktive Drehmomentdämpfung bewirken. Es ist zudem möglich, den PMG als Motor zu betreiben und entgegengesetzt zu den Pulsen des negativen Drehmomentes des Motors gesteuert zu pulsen, um ein ähnliches Ergebnis zu erhalten, was jedoch zu einem höheren positiven Gesamtdrehmoment führt.
  • Schließlich ist auch die Verwendung des PMG als Motor möglich, um ein positives Drehmoment für den Antriebsstrang bereitzustellen, wenn eine Energieverstärkung benötigt wird. Die Energieverstärkung kann bei einem Ausgleich derjenigen Verzögerung von Nutzen sein, die in turboaufgeladenen Systemen allgemein auftritt. Die Dauer und Amplitude der Verstärkung ist durch die Kapazität und den Ladungszustand der Batterie begrenzt.
  • Da der PMG bei bestimmten Gegebenheiten als Motor und bei anderen Gegebenheiten als Generator arbeitet, kann der PMG als „Motor/Generator" bezeichnet werden.
  • Obgleich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von elektromagnetischen Standardprinzipien die Rede ist, das heißt von einem Feld, das mit einem Anker in Wechselwirkung steht, steht darüber hinaus vorteilhafterweise eine Selbsterregung zur Verfügung, während die mit der Feldwicklung verbundene Steuerbarkeit erhalten bleibt. Dies wird durch Verwendung eines Erregergenerators in Kombination mit einem PMG an derselben Welle und vorzugsweise innerhalb desselben Gehäuses bewerkstelligt.
  • Aus diesem Grund beruht die Erfindung auf einem elektromagnetischen Verlangsamer für sich genommen und in Kombination mit einer oder mehreren anderen Funktionen. Die erläuterten Prinzipien können jedoch auch ohne Einsatz eines Verlangsamers in Kombination mit anderen Funktionen eingesetzt werden.
  • So kann beispielsweise ein PMG, der derart ausgestaltet ist, dass dessen Rotor mit der Antriebswelle und dessen Stator darum herum gekoppelt ist, ausreichend Strom erzeugen, um als Alternative für den Drehstromgenerator zu dienen. Darüber hinaus kann der Anlasser des Fahrzeuges durch Einsatz des PMG als bürstenloser Anlasser ersetzt werden, wenn eine Winkeldrehpositionsanzeige vorgesehen ist, und ein Inverter verwendet wird, um Strom aus der Baterie des Fahrzeuges zu leiten.
  • Andere Ausgestaltungen können durch Kombination der verschiedenen vorgenannten Funktionen erhalten werden.
  • Die Erfindung bringt im Vergleich zum Stand der Technik die nachfolgenden Vorteile.
  • Das Verlangsamungssystem ist selbsterregend, da es keine Energie aus der Batterie des Fahrzeuges oder einem Drehstromgenerator benötigt. Daher wird die Batterie während eines Verlangsamungszyklus nicht entleert. Die elektrische Energie, die zur Erregung des Verlangsamers benötigt wird, wird von einem PMG erzeugt, der mechanische Energie aus der Drehung der Antriebswelle in verwertbare elektrische Energie umwandelt.
  • Das Verlangsamungssystem kann derart ausgestaltet sein, dass der PMG dafür eingesetzt wird, elektrische Energie für das Laden der Batterie des Fahrzeuges wie auch elektrische Energie für den Betrieb des Verlangsamers bereitzustellen. Daher kann auf einen Drehstromgenerator verzichtet werden.
  • Das Verlangsamungssystem kann darüber hinaus derart ausgelegt sein, dass die Batterie dem PMG in einem „Anlassmodus" über einen Anlassinverter Energie zuführt. In diesem Fall kann auf einen Anlasser verzichtet werden. Darüber hinaus kann der PMG bei laufendem Motor derart ausgelegt sein, dass er die „Verzögerung" beim Turboaufladen durch eine Verstärkung des Systems mit Bewegungsenergie ausgleicht.
  • Das Verlangsamungssystem kann ebenfalls für eine Verwendung als Aktiv/Passiv-Dämpfer ausgelegt sein. Die von dem Rotor entwickelte Trägheit wirkt als Passivdämpfer, die das Schwungrad ersetzen kann. Das Verlangsamungssystem kann jedoch auch eine aktive Dämpfung bewirken. Der Vorteil der aktiven Dämpfung besteht darin, dass mechanische Beanspruchungen verringert werden können, was die Lebensdauer des Getriebes, des Differenzials und anderer Komponenten des Antriebsstranges verlängert.
  • Das Verlangsamungssystem kann darüber hinaus derart ausgelegt sein, dass die Trägheitsbremse, die üblicherweise in Getrieben verwendet wird, ersetzt wird, um das Synchronisieren der Zahnräder beim Herunterschalten zu unterstützen. Trägheitsbremsen sind oftmals kostenintensiv und erfordern den zusätzlichen Einbau eines Energieabnehmers (power take off PTO), der aus wenigstens einem Paar von Zahnrädern besteht, in das Getriebe.
  • Eine verbesserte Kraftstoffnutzung ergibt sich zudem aus der Verringerung des Gesamtgewichtes des Fahrzeuges. Der Anlasser aus dem Stand der Technik, der eine parasitäre Last darstellt, sobald der Motor angelassen wird, ist weggelassen. Die Energie, die andernfalls an eine parasitäre Last verloren ginge, steht nunmehr für andere Lastzwecke zur Verfügung.
  • Das Verlangsamungssystem führt zu einer verbesserten Verlässlichkeit, da: a) die Anzahl der Bauteile verringert wird, b) die Lebensdauer des Getriebes und anderer Komponenten des Antriebsstranges verlängert wird, da Drehmomentpulse durch den aktiven Dämpfer geglättet werden, und c) die Lebensdauer der Batterien verlängert wird, da Stromspitzen bei gesteuerten Anlassvorgängen, die bei Anlassern vom Bürstentyp auftreten, minimiert werden. Die Energienutzung verringert das Ausmaß des Energieverlustes und verlängert die Lebensdauer der Batterie.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung beschrieben, die sich wie folgt zusammensetzt.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines typischen im Stand der Technik gängigen Antriebsstranges.
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines typischen Antriebsstranges, bei dem ein elektromagnetischer im Stand der Technik gängiger Antriebsstrangverlangsamer zum Einsatz kommt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung, wobei der Antriebsstrang mit einem selbsterregenden elektromagnetischen Verlangsamer, der in das Getriebe integriert ist, ausgestattet ist.
  • 3a zeigt einen alternativen Aufbau betreffend die Position des Verlangsamers relativ zu dem Getriebe.
  • 4 ist ein Blockdiagramm des selbsterregenden Verlangsamers von 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm des selbsterregenden Verlangsamers von 4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Verlangsamersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm des selbsterregenden Verlangsamers von 6 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 8 zeigt einen alternativen Aufbau betreffend die Position des Verlangsamers relativ zu dem Motor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des Verlangsamersystems.
  • 9 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Verlangsamersystems mit einer Kombination aus einem Verlangsamer, einem Anlasser und einem Drehstromgenerator gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm der Kombination aus dem Verlangsamer, dem Anlasser und dem Drehstromgenerator von 9 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 11 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Verlangsamersystems mit einer Kombination aus einem Verlangsamer, einem Anlasser, einem Drehstromgenerator und einem Dämpfer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • 12 ist ein schematisches Diagramm der Kombination aus dem Verlangsamer, dem Anlasser, dem Drehstromgenerator und dem Dämpfer von 11 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • 13 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Verlangsamersystems mit einer Kombination aus einem Verlangsamer, einem Anlasser, einem Drehstromgenerator und einem PMG-Verstärker gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
  • 14 ist ein schematisches Diagramm der Kombination aus dem Verlangsamer, dem Anlasser, dem Drehstromgenerator und dem PMG-Verstärker gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
  • 15 zeigt Drehmomentkennkurven eines typischen Dieselmotors mit passiver und passiv/aktiver Dämpfung.
  • Bestmögliche Ausführung der Erfindung
  • Zwei Beispiele aus dem Stand der Technik sind in 1 und 2 dargestellt. 1 zeigt einen normalen Antriebsstrang 10 ohne Verlangsamer. 1 zeigt darüber hinaus, wie ein Motor 12, dessen Torsionsoszillationen von einem Schwungrad 14 geglättet werden, eine Antriebswelle 15 zum Antrieb eines Getriebes 16, einer Antriebsachse 18 und der Antriebsräder 20 einsetzt. In dem Aufbau gemäß 1 verwendet das Fahrzeug zur Verlangsamung Reibungsbremsen und kann sich in gewissem Ausmaß eines niedrigeren Getriebeganges bedienen, um die Verlangsamung zu unterstützen.
  • Der Motor 12 stellt darüber hinaus mechanische Energie für einen Drehstromgenerator 22 bereit, dessen Ausgang, der von einem Regulator 24 stabilisiert wird, die Batterie 26 des Fahrzeuges parallel zu verschiedenen elektrischen Lasten 27 des Fahrzeuges auflädt. Ein eigens vorgesehener Anlasser 28 des Motors ist zudem mechanisch mit dem Schwungrad 14 und elektrisch über einen Schalter 29 mit der Batterie 26 verbunden.
  • 2 zeigt einen Antriebsstrang 11 aus dem Stand der Technik mit einem luftgekühlten, einstufigen elektromagnetischen Verlangsamer 30 in Reihe mit der Antriebswelle 15. Bei diesem Aufbau kann das elektrische System während der Verlangsamung stark beansprucht werden, wobei häufig die Ausgangskapazität des Drehstromgenerators 22 stark überbeansprucht wird. Immer dann, wenn eine Verlangsamung am dringendsten von Nöten ist, so beispielsweise beim Abwärtsfahren, befindet sich der Motor 12 im Leerlauf, und der elektrische Ausgang des Drehstromgenerators 22 befindet sich nicht im Maximum. Dieser Umstand kann zur Entleerung der Batterie 26 führen, und zwar insbesondere dann, wenn die Verlangsamung für eine längere Zeitspanne andauert, was beim Abwärtsfahren in starkem Gefälle der Fall ist.
  • Die Energiesteuereinheit(en) der Erfindung ist/sind bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen für einen Betrieb mit verschiedenen Kapazitäten ausgelegt und ist/sind Teil einer oder mehrerer Schaltungseinrichtungen, die in den Ansprüchen beschrieben sind. Man beachte, dass die Energiesteuereinheit nur als Regulator und Gleichrichter arbeiten kann, was beim nachfolgenden ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist, oder beispiels weise auch die bidirektionale Funktion eines Inverters wahrnehmen kann, was auf das dritte Ausführungsbeispiel zutrifft.
  • Es schließt sich die Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen der Erfindung an.
  • A. Ausführungsbeispiel 1
  • Elektromagnetischer Verlangsamer
  • Bei der vorliegenden Erfindung 110 ist im Gegensatz zum Stand der Technik ein Verlangsamer 130 oder 130a in ein Getriebe integriert, wobei der Verlangsamer entweder am Eingang oder am Ausgang des Getriebes angeordnet ist, was in 3 beziehungsweise in 3a gezeigt ist. Alternativ kann der Verlangsamer in den Motor 212 integriert sein, was in 8 gezeigt ist.
  • In 4 und 5 ist gezeigt, wie die internen und externen Vorrichtungskomponenten angeordnet und angeschlossen sind. 5 zeigt eine Rotoranordnung 140 mit einer Feldwicklung 142, Gleichrichtern 144, einem Erregerrotor 146 und einem PM-Rotor 148, der magnetisch mit einer Verlangsamungsstatoranordnung mit einem flüssigkeitsgekühlten dualen Induktionszylinder 152, einem Erregerstator 154 und einem PM-Stator 156 wechselwirkt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Verlangsamerstatoranordnung Teil des Gehäuses, das integral mit dem Gehäuse des Motors, des Getriebes oder auch als selbstständiges Gehäuse ausgebildet sein kann.
  • Es wird eine relative Bewegung zwischen dem Rotor und dem Stator von PMG 147 und Erregergenerator 145 erzeugt, wenn der Motor läuft, und die Verlangsamerrotoranordnung 140 am Getriebeeingang angeordnet oder im Gehäuse des Schwungrades des Motors integriert ist.
  • Die PCU 160 ist ein Regulator, der dreiphasige Wechselstromenergie aus dem PMG 147 aufnimmt, verarbeitet und den Stromfluss zu dem Erregerstator 154 als pulsbreitenmodulierter Gleichstrom entsprechend einem externen Verlangsamungssignal 170 reguliert.
  • Es schließen sich einige Merkmale des selbsterregenden elektromagnetischen Verlangsamers an.
    • 1. Der Induktionsring 152 ist stationär und mit einem Eingangsströmungsweg 182 und einem Ausgangsströmungsweg 184 ausgestattet, die mit dem (nicht gezeigten) Flüssigkeitskühlmittelsystem des Motors verbunden sein können. Das Kühlmittel wird zudem von dem Motor 12 verwendet und kann entweder in Reihe mit dem Motor oder parallel hierzu sein. Das in dem Kühlsystem vorhandene Kühlmittel sollte in der Lage sein, die von dem Induktionsring 152 des Verlangsamers abgegebene Wärme aufzunehmen. Ist eine Verlangsamung in Reaktion auf ein externes Verlangsamungssignal 170 von Nöten, so ist die Motorlast üblicherweise minimal, und die Anforderungen an die Kühlung sind stark verringert. Aus diesem Grund muss das Kühlsystem des Fahrzeuges erfindungsgemäß nicht größer ausgelegt werden, um die von dem Verlangsamer ausgehende Wärme aufzunehmen. Der Induktionsring 152 kann als trommelförmiger dualer Zylinder, wie in 4 gezeigt, ausgestaltet sein, der von demselben gewickelten Magnetfeld 142 erregt wird, sodass der Raum, der ansonsten ungenutzt verbliebe, vorteilhaft genutzt wird. Für den Fall, dass das Kühlsystem des Fahrzeuges für eine Wärmeaufnahme ausgelegt ist, anstelle dass es luftgekühlt wäre, können die Größe und das Gewicht des Induktionselementes 152 minimiert werden.
    • 2. Alle drei verdrahteten Komponenten, nämlich die Feldwicklung 142, die Gleichrichter 144 und der Erregerroter 146, sind an der Antriebswelle 15 angeordnet und drehen sich daher mit derselben Geschwindigkeit. Üblicherweise ist auch der PM-Rotor 148 um die Antriebswelle 15 herum angebracht; er sollte jedoch aufgrund der Tatsache, dass er nicht mit den anderen Komponenten der Rotoranordnung verdrahtet ist, an anderer Stelle angeordnet sein, beispielsweise in dem Fall, in dem aufgrund spezieller Designanforderungen eine weitere Welle gewünscht ist.
    • 3. Der PMG 147 ist derart bemessen, dass er die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 15 zu seinem Vorteil nutzt und sämtliche Erregungsenergie, die von dem Erregungsgenerator 145 benötigt wird, bereitstellt.
    • 4. Der PCU/Regulator 160 ist eine Festkörpervorrichtung, die Wechselstromenergie aus dem PM-Stator 156 empfängt, diese zu Gleichstrom gleichrichtet und anschließend den Gleichstrom dem Erregerstator 154 entsprechend den Anforderungen an die Verlangsamung des Fahrzeuges zuleitet. Das bevorzugte Verfahren bei der Regulierung des Gleichstromes ist die Pulsbreitenmodulierung PWM, obgleich lineare Regulatoren ebenfalls ausreichend erfolgreich betrieben werden können. Der PCU/Regulator 160 kann in das Gehäuse des Verlangsamers integriert oder entfernt hiervon angebracht sein, was von der Anwendung und von Vorlieben beim Aufbau abhängt.
    • 5. Der PCU/Regulator 160 bestimmt die Anforderungen an die Verlangsamung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von einem empfangenen externen Signal 170. Diese Anforderungen können durch eine Vielzahl von Signalen bestimmt sein, so beispielsweise durch die Position des Gaspedals, durch die Position des Bremspedals in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder anderen Parametern, so beispielsweise Rücktorsionsbeanspruchungen, die im Zusammenhang mit bestimmten Kenngrößen des Verlangsamungsdrehmomentes von Bedeutung sind. Darüber hinaus kann das spezielle Signalsystem für das Fahrzeug derart ausgestaltet sein, dass der PCU/Regulator 160 nur dann in Betrieb ist, wenn ein Signal empfangen wird, oder er kann dergestalt arbeiten, dass er ständig ein Signal empfängt, seine Funktion jedoch entsprechend Änderungen in dem empfangenen Signal anpasst.
    • 6. Das wirkende Verlangsamungsdrehmoment ist vollständig steuerbar und kann derart bestimmt werden, dass die Beanspruchungen des Antriebsstranges minimiert werden, während ein äußerst wirkungsvolles Verlangsamungsprofil gegeben ist. Das empfangene bestimmte Verlangsamungssignal 170 korreliert zu einem bestimmten Anteil des genutzten Stromes, der von dem PMG erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Menge des PMG-Stromes, der von dem Erregerfeld verwendet wird, zwischen 0 und 100% schwanken.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Trägheitsbremse, die gängigerweise bei Getrieben zum Einsatz kommt, um die Synchronisierung der Zahnräder beim Herunterschalten zu unterstützen, ersetzt werden. Ein (nicht gezeigtes) Eingabesignal, ähnlich dem Verlangsamungssteuersignal 170, kann verwendet werden, um die Zahnräder des Getriebes langsam anlaufen zu lassen (jogging) und das Schalten zu unterstützen.
  • Bei dem gerade beschriebenen elektromagnetischen Verlangsamersystem wird der PMG 147 zur Erregung des Verlangsamers eingesetzt, ohne dass Strom aus der Batterie oder dem Drehstromgenerator des Fahrzeuges gezogen würde. Gleichwohl kann unter Vornahme einer kleinen Abänderung das gerade beschriebene elektromagnetische Verlangsamungssystem derart angepasst werden, dass es andere Fahrzeugfunktionen wahrnimmt, die nun beschrieben werden.
  • B. Ausführungsbeispiel 2
  • Kombination aus elektromagnetischem Verlangsamer und Drehstromgenerator
  • Diese Kombination wird am besten aus 6 und 7 verständlich. Wann immer der Motor läuft, kann ein ausgebauter PMG als funktionelle Alternative zum Drehstromgenerator verwendet werden, der üblicherweise mittels eines Riementriebes von demselben Motor angetrieben wird.
  • Der PMG 147 kann über einen PCU/Regulator 160a zum Zwecke des Aufladens mit der Batterie 26 verbunden werden, weshalb ein Drehstromgenerator entfallen kann. Gleichwohl ist der PMG 147 gegebenenfalls nicht hinreichend groß, um die Batterie 26 aufzuladen, wenn dessen Ausgang für die Verlangsamung benötigt wird. Entsprechend kann der PMG 147 mit ausreichender Überschusskapazität ausgestaltet werden, um die Batterie 26 aufzuladen, während der notwendige Strom für die Erzeugung des gewünschten Verlangsamungsdrehmomentes bereitgestellt wird. Man kann dies als eine Art von regenerativem Bremsen bezeichnen.
  • Der PCU/Regulator 160a nimmt zwei Funktionen wahr.
  • Die erste Funktion besteht darin, eine konstante Stromversorgung zum Aufladen der Batterie 26 bereitzustellen und Energie für die anderen elektrischen Lasten des Fahrzeuges, so beispielsweise die Scheinwerfer, die Kraftstoffpumpen und dergleichen mehr, bereitzustellen. Es handelt sich hierbei typischerweise um 13,5 V für ein 12-V-System, obwohl ohne Weiteres eine Anpassung auf eine Vielzahl von Pegeln erfolgen kann, die ebenfalls in der Fahrzeugindustrie gängig sind, so beispielsweise auf 24 V oder auf die erst kürzlich entwickelten 42-V-Systeme. Der Einsatz eines Drehstromgenerators, der bislang üblich war, ist nicht erforderlich und nicht Teil dieses Ausführungsbeispieles.
  • Die zweite Funktion des PCU/Regulators 160 ist die Bereitstellung einer variablen Ausgangsspannung, beispielsweise entsprechend derjenigen aus einer Pulsbreitenmodulation PWM, die einen Strom induziert und diesen dem Erregerstator 154 zuführt, um ein Feld mit dem Rotor 146 zu erzeugen, wenn ein entsprechendes Signal aus der Verlangsamungssteuerung 170 empfangen wird. Das empfangene bestimmte Verlangsamungssignal korreliert zu einem bestimmten Anteil des genutzten Stromes, der von dem PMG erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Menge des PMG-Stromes, der von dem Erregerfeld verwendet wird, zwischen 0 und 100% schwanken.
  • Der PCU/Regulator 160a nimmt eine duale Ausgabefunktion wahr, während der PCU/Regulator 160 des ersten Ausführungsbeispieles lediglich die Ausgangsspannungsversorgung an dem Erregerstator 154 variiert.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Verlangsamergehäuse mit dem Getriebe 16 integriert ausgebildet sein, während dieses entweder an dessen Eingang oder Ausgang, jedoch vorzugsweise an dessen Eingang, angeordnet ist. Das Gehäuse des Verlangsamers umfasst einen PMG 147, einen Erregergenerator 145, einen PCU/Regulator 160a, Gleichrichter 144, eine Feldwicklung 142 und einen flüssigkeitsgekühlten stationären dualen Induktionsring 152. Dies ist hierbei das bevorzugte Ausführungsbeispiel, bei dem sämtliche Komponenten in einer einzigen Einheit untergebracht sind, die an dem Getriebe 116 und um die Antriebswelle 15 herum angebracht sind.
  • Es ist gleichwohl nicht notwendig, sämtliche Komponenten in demselben Gehäuse unterzubringen oder das Gehäuse an dem Getriebe anzubringen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel funktioniert auch dann, wenn eine Integration in das Schwungradgehäuse des Motors vorliegt.
  • Es können im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung viele verschiedene Ausgestaltungen erdacht werden, in denen einige oder alle beschriebenen Komponenten untergebracht sind. Die Erfindung kann in der Praxis unabhängig davon realisiert werden, ob sämtliche Komponenten in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind oder nicht. Notwendig ist einzig die Tatsache, dass die Komponenten physisch an dem Fahrzeug angebracht und funktionell damit verbunden sind, um gemäß vorstehender Beschreibung zu arbeiten.
  • C. Ausführungsbeispiel 3
  • Kombination aus elektromagnetischem Verlangsamer und Anlasser
  • 8 zeigt, dass der Verlangsamer in den Motor 212 integriert sein kann. In 9 und 10 ist Ausführungsbeispiel 3 am besten zu sehen, bei dem das System derart eingesetzt wird, dass es sowohl als Verlangsamer wie auch als Anlasser arbeitet. Die Verschaltung der PCU 260 umfasst einen Regulator 162 und einen Inverter/Antrieb 264 mit einer Eingangsstufe steuerbarer Halbleiterschalter, so beispielsweise siliziumgesteuerte Gleichrichter (silicon-controlled rectifier SCR) oder Feldeffekttransistoren (field effect transistors FET). Diese Vorrichtungen sind üblicherweise in einem dreistufigen Aufbau angeordnet, um die Ausgangsspannung des PMG 147 gleichzurichten und zu regulieren. Dieselben Vorrichtungen können darüber hinaus verwendet werden, um einen flachen Gleichstrompegel, so beispielsweise denjenigen aus einer Batterie, auf Wechselstrom zu schalten.
  • Auf diese Weise wird es möglich, den Strom durch die PCU 260 umzudrehen. Dies gilt insbesondere für Strom aus der Batterie 26 zu dem PMG 147 und zur Verwendung als Inverter. Die bidirektionale Funktion des Inverters 264 kann zweierlei Zwecken dienen, wodurch es möglich wird, die PCU 147 als bürstenlosen Anlassermotor zum Anlassen des Motors 12 einzusetzen.
  • Ein herkömmlicher unabhängiger Anlasser funktioniert derart, dass der mit Zähnen versehene Außenumfang des Schwungrades durch dessen Ritzel in Eingriff genommen wird, wodurch ein Mittel zum Ankurbeln beziehungsweise Anlassen des Motors bereitgestellt ist.
  • Die vorgeschlagene Ausgestaltung beseitigt die Notwendigkeit eines separaten unabhängigen Anlassers. Dies führt nicht nur zu einer Kostenersparnis beim Erwerb, sondern macht eine Komponente, die vergleichsweise selten verwendet wird, die die meiste Zeit eine parasitäre Rolle spielt und die Gesamtenergieeffizienz des Fahrzeuges verringert, überflüssig.
  • Eine Drehpositionsanzeige (rotary position indicator RSI) 262 ist vorgesehen und in geeigneter Form realisiert, so beispielsweise als Drehmelder, als induktiver oder magnetischer Abnehmer oder als optische Kodiervorrichtung, die die Winkelposition des PM-Rotors 148 erfasst und diese Information als Signal an die PCU 260 und insbesondere an den Inverter 264 weiterleiten kann. Diese Vorrichtungen sind überall erhältlich und können leicht an die Vorrichtung angepasst werden. Die Drehpositionsanzeige 262 kann sowohl statisch wie auch dynamisch sein. Die Drehpositionsanzeige 262 zeigt eine bestimmte statische Position der Antriebswelle an, wenn der Motor gestartet werden soll. Dies versetzt den PMG 147 in die Lage, den Motor gleichmäßig anzulassen, wobei Stromspitzen minimiert werden, was wiederum der Verlängerung der Lebensdauer der Batterie dienlich ist.
  • D. Ausführungsbeispiel 4
  • Elektromagnetische Kombination aus Anlasser und Dämpfer
  • 11 und 12 illustrieren Ausführungsbeispiel 4, bei dem das System gemäß Ausführungsbeispiel 3, erweitert um eine Drehmomentdämpfungsfunktion, zum Einsatz kommt. Das elektromagnetische Verlangsamersystem kann modifiziert werden, um einen Dämpfungseffekt zu ermöglichen, sodass auf ein Schwungrad 14 aus dem Stand der Technik (siehe 1) verzichtet werden kann. Das Verlangsamersystem dient als aktiver Dämpfer zur Verringerung von Drehmomentpulsierungen, die bei Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, auftreten, sodass die Lebensdauer des Getriebes, des Differenzials oder anderer Komponenten des Antriebsstranges verlängert wird.
  • Üblicherweise wird im Stand der Technik ein Schwungrad eingesetzt, das mechanisch mit dem einem Ende der Kurbelwelle verbunden ist. Das Schwungrad dient als passiver Dämpfer, indem es dem System seine eigene Trägheit aufprägt. Die Trägheit wirkt Geschwindigkeitsänderungen entgegen, die tendenziell von Drehmomentpulsierungen und Oszillationen des Motors induziert werden.
  • Die von dem Schwungrad wahrgenommene Funktion kann durch die Rotoranordnung 140 ersetzt werden, da die Trägheit derart eingesetzt werden kann, dass sie den Dämpfungseffekt eines Schwungrades nachahmt.
  • Der aktive Dämpfer wirkt auf folgende Weise. Das Gesamtdrehmoment an dem Motor wird von einem Dehnungsmesser, einem Drehmomentwandler oder dergleichen erfasst. Echtzeitmessungen 266 werden an den Regulator 262 oder an den Inverter 264 übertragen. Empfängt der Regulator 262 das Signal 266, so wird das Rückmoment über den Verlangsamer 141 an das System auf dieselbe Weise übertragen, wie das Verlangsamungsdrehmoment bei Ausführungsbeispiel 1 übertragen wurde. Der Regulator 162 variiert den Pegel des für den Erregergenerator 145 bereitgestellten Stromes in Reaktion auf die Echtzeitmessungen 266 des Drehmomentes, um eine entgegengesetzte Pulsierung zu erzeugen, die die Oszillationen minimiert. Dieser Effekt ist in 15 als Wellenlinie eingezeichnet.
  • Alternativ wird für den Fall, dass der Inverter 264 das Signals 266 empfängt, das Rückmoment durch den PMG 147 an das System auf dieselbe Weise weitergeleitet, wie der PMG 147 zum Anlassen des Motors 212 verwendet wird.
  • In 15 ist das Drehmoment auf der Ordinate aufgetragen, während die Zeit auf der Abszisse aufgetragen ist. Für den Fall von Dieselmotoren wird aufgrund der Tatsache, dass diese mit hohen Verdichtungsverhältnissen arbeiten, bei dem Dieselmotor charakteristischerweise ein positives Drehmoment zusammen mit einer überlagerten im Wesentlichen pulsierenden Komponente erzeugt. Diese pulsierende Komponente erzeugt tendenziell Torsionsoszillationen, die wiederum Instabilitäten rund um die Grundgeschwindigkeit bewirken. Ein typisches nicht gedämpftes Verhalten eines Motors ist auf der linken Seite des Graphen dargestellt.
  • Dies rührt daher, dass die Mehrzahl der Motoren ein Schwungrad aufweist, das an der Kurbelwelle des Motors angebracht ist, um Torsionsoszillationen entgegenzuwirken, und um das Ausmaß von Drehmomentpulsierungen zu verringern. Ein Schwungrad erfüllt diese Aufgabe durch seine hohe Trägheit. Der Mittelteil des Grafen zeigt, wie das Motordrehmoment passiv gedämpft wird. Das Schwungrad und die damit verbundene Trägheit kann durch den Verlangsamer und die durch diesen erzeugte Trägheit ersetzt werden.
  • Aufgrund der Tatsache, dass durch die Verwendung eines Verlangsamers ein negatives Drehmoment an der Antriebswelle eines Fahrzeuges wirken kann, können die Gesamtdrehmomentpulsierungen überwacht werden, und der Verlangsamer kann derart gesteuert werden, dass er ähnliche, jedoch entgegengesetzte Pulse erzeugt, um die motorinduzierten Oszillationen weiter zu verringern.
  • Die obere rechte Seite von 15 zeigt das sich ergebende Drehmoment, nachdem der Verlangsamer dazu gebracht wurde, Drehmomentpulsierungen, gezeigt unten rechts, zu erzeugen. Der gezeigte Kurvenzug des aktiven Dämpfers ist sinusförmig. Gleichwohl können die Pulse mittels UR-Verhältnissen derart geformt werden, dass sie den Gesamtdrehmomenten nahezu vollständig entgegengesetzt sind, was zu sehr niedrigen Drehmomentpulsierungen führt, obwohl ein nicht erwünschter Nebeneffekt in der Verringerung des durchschnittlichen Drehmomentes besteht.
  • Wie bereits ausgeführt, kann der PMG 147 als Motor verwendet werden, um durch Pulsieren dem negativen Anteil des Restdrehmomentes, das in 15 mit dem Buchstaben „b" bezeichnet ist, entgegenzuwirken. In einem derartigen Fall wird das durchschnittliche Drehmoment maximiert, was mit Blick auf die Effizienz von Vorteil ist. Da der PMG 147 die meiste Zeit als Generator arbeitet, kann diese Technik nur dann eingesetzt wer den, wenn die Batterie vollständig geladen ist, sowie zu einem Zeitpunkt, zu dem der PMG 147 nicht als Drehstromgenerator für das Fahrzeug benötigt wird.
  • E. Ausführungsbeispiel 5
  • Elektromagnetische Kombination aus Verlangsamer und Übergangsverstärker
  • 13 und 14 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem das dritte Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommt, bei dem zudem ein PMG 147 als Übergangsmotorverstärker verwendet wird. Ist der PMG 147 ausreichend dimensioniert, so kann er derart eingesetzt werden, dass er als Übergangsmotorverstärker wirkt, um die mit einer Turboaufladung einhergehende übliche Verzögerung zu überwinden. Diese Verzögerung tritt auf, während die Turbine vergleichsweise langsam auf die Höchstgeschwindigkeit beschleunigt wird. Eine auf diese Weise erfolgende Verwendung des PMG 147 kann die Verzögerung bei Fahrzeugen mit einem Turboauflader minimieren oder beseitigen. In Reaktion auf den Empfang eines externen Signals 270 zur Aktivierung des PMG 147 als Motor – ähnlich derjenigen Art und Weise, in der die Verwendung im Zusammenhang mit Ausführungsbeispiel 3 als Anlasser erfolgt ist – stellt der PMG 147 ein zusätzliches Drehmoment an dem Antriebsstrang zur Verfügung, wodurch die Drehzahl des Antriebsstranges vergrößert wird.
  • F. Weitere Betrachtungen
  • Die Anordnung der Verlangsamungsrotoranordnung 240 in dem Gehäuse des Schwungrades des Motors ist die bevorzugte Anordnung für das Verlangsamungssystem, da hierdurch eine Ersetzung des großen Schwungrades möglich wird, wobei jedoch immer noch die zusätzlichen Funktionen gemäß vorstehender Beschreibung wahrgenommen werden können. Die Vorteile des Vorhandenseins eines Verlangsamersystems gehen mit zusätzlichen Funktionen einher, die, wie vorstehend beschrieben, verringerte Kosten, eine verbesserte Gesamtkraftstoffausnutzung und Verlässlichkeit beinhalten.
  • Im Vergleich zu separaten Vorrichtungen, so beispielsweise einem Anlasser und einem Drehstromgenerator, bringt das integrierte Verlangsamersystem gemäß Ausführungsbeispielen 3 bis 5 Kostenersparnisse mit sich, da einige Bestandteile mehrere Funktionen wahrnehmen.
  • Der Hauptvorteil der Verwendung einer aktiven Dämpfung besteht bei der Erfindung in der Verringerung der mechanischen Beanspruchungen, wodurch die Lebensdauer des Getriebes, des Differenzials oder anderer Komponenten des Antriebsstranges verlängert wird. Die Fähigkeit, Torsionsoszillationen des Motors aktiv zu dämpfen, erfordert lediglich das Hinzufügen eines Drehmomentsensors, so beispielsweise eines Dehnungsmessers oder einer ähnlichen Vorrichtung.
  • G. Betrieb des Fahrzeuges
  • Nachdem sämtliche Funktionen des Verlangsamersystems beschrieben worden sind, schließt sich eine kurze Beschreibung des Betriebes der integrierten Verlangsamer- und Zubehörvorrichtung (Integrated Retarder and Accessory Device IRAAD) an, bei der alle vorstehend beschriebenen Funktionen wahrgenommen werden.
    • A. Ein Anwender bewirkt das Anlassen des Motors mittels gängiger Errichtungen, so beispielsweise durch Drehen eines Schlüsselschalters oder Drücken in einer Taste, was in 9 mit Startsignal 300 bezeichnet ist. Hierdurch wird der Anlassinverter 264 veranlasst, Gleichstromenergie aus der Batterie 26 zu ziehen, sie in drei Phasen umzuwandeln und sie für den PM-Stator 156 in Abhängigkeit davon, wo der PM-Rotor 148 bezüglich der Stators 156 befindlich ist, bereitzustellen. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Regulators 162 kann eine weitere Anweisung dahingehend von Nöten sein, dass kein Strom an den Erregerstator 154 geleitet wird, wenn das Anlasssignal 300 empfangen ist. Die Drehpositionsanzeige 262 versetzt den PMG 157 in die Lage, den Motor gleichmäßig anzulassen, wobei Stromspitzen minimiert werden. Es ist bekannt, dass Anlasser vom Bürstentyp aufgrund ihres niedrigeren Anfangswiderstandes hohe Anfangsstromspitzen erzeugen können, die der Lebensdauer der Batterie äußerst abträglich sind. Hohe Stromspitzen können durch Anlassen des Motors mittels des PMG 147 in Kombination mit der Drehpositionsanzeige 262 vermieden werden.
    • B. Ist der Motor angelassen und läuft, so kehrt der PMG 147, der nunmehr mechanische Energie aus der sich drehenden Antriebswelle 15 bezieht, in einen allgemeinen Modus zurück und stellt Energie für die PCU 260 bereit, die den Wechselstrom zu Gleichstrom gleichrichtet und anschließend die Batterie 26 auflädt. Die für das Neuaufladen der Batterie verantwortliche Energieversorgung kann die ausgewählten Energievorrichtungen verwenden, die während des Anlassens in Verwendung befindlich waren. Gleichwohl wird in diesem Moment keine Verlangsamung benötigt, weshalb der Regulator 162 verhindert, dass Strom an den Erregerstator 154 geleitet wird.
    • C. Die Zündfolge der Zylinder erzeugt merkliche Vibrationen oder Drehmomentpulse, wie in 15 gezeigt ist. Die Trägheit der Rotoranordnung 140 oder eines beliebigen Restschwungrades verringert diese Pulse geringfügig. Die Restvibration wird von einem Wandler erfasst, der an einer (nicht gezeigten) geeigneten Stelle angeordnet ist. Kennwerte 266 betreffend Amplitude und Frequenz des Signals werden an die PCU 260 weitergeleitet. Das Signal 266 wird an den Regulator 162 geleitet. Der Regulator stellt einen entsprechenden Strom für den Erregerstator 154 bereit, um den Verlangsamer 141 derart zu induzieren, dass eine Pulsierung auf ähnliche Weise, jedoch genau außer Phase, erfolgt. Wird das Signal 266 an den Inverter 264 überfragen, so bedient sich der Inverter der Batterie 26, um den PMG 147 zu erregen, damit Pulsierungen auf ähnliche Weise, jedoch wieder genau außer Phase, erfolgen. Die beiden Signale löschen einander mithin aus, was zu einer minimalen Vibration des Antriebsrades und zu einem maximalen Gesamtdrehmoment führt.
    • D. Wünscht der Fahrer eine Verringerung der Geschwindigkeit durch Verlangsamung, so nimmt er den Fuß vom Beschleunigungs-/Gaspedal und löst damit eine Verlangsamung über eine Vielzahl von Mitteln aus. Ein proportionales oder digitalisiertes Verlangsamungssignal 170 wird von dem Regulator 162 in der PCU 260 aufgenommen, wodurch das Erregersteuerfeld mit einem Gleichstrom entsprechenden Niveaus entsprechend dem empfangenen Verlangsamungssignal 170 erregt wird. Da sich der Erregerrotor 146 an der Antriebswelle 15 dreht, erzeugt das Magnetfeld des Erregergenerators 145 eine Wechselspannung in dem Erregerrotor 146. Diese Wechselspannung wird zu Gleichspannung gleichgerichtet, und zwar mittels einer Reihe von Gleichrichtern 144, die zwischen dem Ausgang des Erregerrotors 146 und dem Eingang der Hauptfeldwicklung 142 verdrahtet sind. Da diese an der Antriebswelle 15 angeordnet sind, werden die Gleichrichter 144 als „Drehdioden" bezeichnet. Der Verlangsamer 141 wird also erregt, weshalb die Hauptfeldwicklung 142 von dem Induktionsring 152 angezogen wird, verbunden mit einer Drehung der Feldwicklung 142 als Ergebnis der Kopplung an die sich drehende Antriebswelle 15, was zur Erzeugung von Energie in Form von Wärme in dem Induktionsring 152 entsprechend der nachfolgenden Gleichung führt: P = TN/5252. Hierbei bezeichnen P die Leistung in 745,7 W (= HP), T das Drehmoment in 1,3558 Nm (= ft-lbs) und N die Geschwindigkeit in UpM.
    • E. Die in dem Induktionsring 152 erzeugte Wärme wird auf eine Kühlflüssigkeit übertragen, die an einem Einlass 182 eintritt und an einem Auslass 184 austritt. Wie bereits erläutert wurde, führt der nunmehr im Leerlauf befindliche Motor dem Kühlsystem ein wenig Wärme zu, sodass dieses in der Lage ist, die von dem Verlangsamer 141 erzeugte Wärme aufzunehmen.
    • F. Neigt sich der Verlangsamungszyklus dem Ende entgegen, so wird das Magnetfeld durch einen Drehfeldumkehrschalter (nicht gezeigt) umgekehrt, wodurch Restmagnetismus, der die Effizienz verringern könnte, beseitigt wird.
    • G. Sobald die Verlangsamung nicht mehr benötigt wird, fährt die aktive Vibrationsdämpfung durch Pulsieren des Verlangsamers 141 unter Verwendung des Regulators 142 entsprechend der Frequenz und Amplitude der Restvibration fort. Sobald die Batterie 26 vollständig aufgeladen ist, kann der PMG 147 als Motor dienen und wird somit zur Alternative zu dem Verlangsamer zum Zwecke der Dämpfung des negativen Anteils der Vibrationszyklen, was zu einem höheren insgesamt verwendbaren Drehmoment an dem empfangenen Gesamtdrehmomentsignal 166 führt. Diese Technik kann jedoch nur diskontinuierlich eingesetzt werden, da sie auf Energie aus der Batterie beruht und zu deren Entleerung führt. Daher wird für den Fall, dass der PMG 147 zu diesem Zweck als Motor verwendet wird, eine periodische Rückkehr in den allgemeinen Modus erfolgen, damit eine Neuaufladung der Batterie 26 vorgenommen werden kann.

Claims (25)

  1. Verfahren, mit dem die Bewegung eines Fahrzeugs, das einen Motor (12; 212), eine Batterie (26), eine Hauptantriebswelle (15) und eine Gehäusestruktur (152) hat, in der die Hauptantriebswelle (15) drehbar gelagert ist, gesteuert verlangsamt wird, ohne Energie von der Batterie (26) zu verbrauchen, das die folgenden Schritte umfasst: Auswählen eines elektromagnetischen Verlangsamungsmechanismus (141), der zwei relativ drehbare Elemente (142, 144) hat, von denen eines eine Feldwicklung (142) ist, die Erregung durch einen elektrischen Strom erforderlich macht; Anordnen beider Verlangsamungselemente in umgebender Beziehung zu der Hauptantriebswelle (15), wobei ein Element (156) an der Gehäusestruktur (152) und das andere an der Hauptwelle (15) befestigt wird; Auswählen eines Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) mit zwei relativ drehbaren Elementen (142, 144), von denen eines Permanentmagneten (148) trägt und das andere eine Wicklung hat, um eine Ausgangs-Wechselspannung zu erzeugen; Anordnen beider Elemente des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) in umgebender Beziehung zu einer zusammenwirkenden Welle, die sich mit der Antriebswelle dreht, wobei ein Element (156) an der Gehäusestruktur (152) befestigt wird und das andere an der zusammenwirkenden Welle, um sich damit zu drehen; Anlegen der Ausgangsspannung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) an eine Steuereinheit (160, 260); und Einsetzen der Steuereinheit (160; 260), um gleichgerichteten Strom zu regulieren und der Feldwicklung (142) des Verlangsamers bereitzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (160; 260) den verfügbaren gleichgerichteten Strom zu der Feldwicklung (142) in Reaktion auf den Empfang eines externen Signals reguliert.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, das die folgenden Schritte umfasst: Auswählen eines Erregergenerators (145), der einen Rotor (146) mit einer Erregungswicklung (146) und einen Stator (154) hat, und Befestigen des Rotors (146) an der Hauptantriebswelle (15) und des Stators (154) an der Gehäusestruktur (152); Anlegen der Ausgangs-Wechselspannung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) an eine Steuereinheit (160; 260), wobei die Steuereinheit (160; 260) dazu dient, den Pegel des gleichgerichteten Stroms zu der Erregungswicklung (146) des Erregergenerators (145) zu regulieren; und anschließend Gleichrichten des Ausgangs von dem Rotor (146) des Erregergenerators (145) und Anlegen des so gleichgerichteten Ausgangs an die Feldwicklung (142) des Verlangsamers, um ein Drehmoment zu erzeugen, das die Drehung der Hauptantriebswelle (15) verlangsamt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Feldwicklungselement (142) des Verlangsamers an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist; der Teil des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147), der die Permanentmagneten (148) trägt, an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist; die Feldwicklung (142) des elektromagnetischen Verlangsamungsmechanismus (141) an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist; und wobei Gleichrichter (144) eingesetzt werden, um den Ausgang des Erregergenerators (145) gleichzurichten, und die Gleichrichter (144) an der Hauptantriebswelle (15) zur Drehung damit befestigt sind.
  5. Vorrichtung zum gesteuerten Verlangsamen der Bewegung eines Fahrzeugs, die umfasst: einen Motor (12; 212) und eine Hauptantriebswelle (15); eine Gehäusestruktur (152), von der die Hauptantriebswelle (15) drehbar getragen wird; einen elektromagnetischen Verlangsamungsmechanismus (141), der einen Induktionsring (152), der an der Gehäusestruktur (152) in umgebender Beziehung zu der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist, und eine Feldwicklung (142) hat, die an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist; einen Permanentmagnetgenerator (PMG) (147), der einen Rotor (146), der Permanentmagneten (148) trägt und an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist, und einen Stator (154) mit einer Ausgangswicklung hat, der an der Gehäusestruktur (152) befestigt ist, um eine Ausgangs-Wechselspannung zu erzeugen; und eine elektrische Schaltungseinrichtung, die auf Ausgangsspannung von dem Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) bei Wellendrehung anspricht, um der Feldwicklung (142) des Verlangsamers gleichgerichteten Strom bereitzustellen und so ein Moment zu erzeugen, das die Drehung der Hauptantriebswelle (15) verlangsamt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die elektrische Schaltungseinrichtung einen Erregergenerator (145), der einen Rotor (146), der von der Hauptantriebswelle (15) getragen wird, eine Erregerwicklung, die an der Gehäusestruktur (152) befestigt ist, hat, eine Steuerschaltungseinrichtung, die die Ausgangsspannung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) der Erregerwicklung des Erregergenerators (145) zuführt, und eine Gleichrichterschaltung enthält, die von der Hauptan triebswelle (15) getragen wird, um den Ausgang des Erregergenerators (145) gleichzurichten und einen so gleichgerichteten Strom der Feldwicklung (142) des Verlangsamers zuzuführen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, die umfasst: eine Hauptantriebswelle (15) und eine Gehäusestruktur (152), die die Hauptantriebswelle (15) drehbar trägt; einen elektromagnetischen Verlangsamungsmechanismus (141), der eine Feldwicklung (142), die an der Hauptantriebswelle (15) in umgebender Beziehung dazu befestigt ist, und einen Induktionsring (152) hat, der an der Gehäusestruktur (152) befestigt ist; einen Permanentmagnetgenerator (PMG) (147), der einen Permanentmagnetrotor (146), der an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist, und eine Ausgangswicklung hat, die an der Gehäusestruktur (152) befestigt ist, um in Reaktion auf Wellendrehung eine Ausgangs-Wechselspannung zu erzeugen; einen Erregergenerator (145), der einen Rotor (146), der an der Hauptantriebswelle (15) befestigt ist, um eine Ausgangs-Wechselspannung zu erzeugen, und einen Stator (154) mit einer Erregungswicklung (146) hat, der an der Gehäusestruktur (152) befestigt ist; eine Speisungssteuereinheit (160; 260), die Ausgangs-Wechselspannung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) empfängt, um die Erregerwicklung (146) des Erregergenerator (145) zu speisen; eine Steuerung, die die Speisungssteuereinheit (160; 260) steuert, um so selektiv den Stator (154) des Erregungsgenerators über die Ausgangswicklung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) zu erregen; und Gleichrichter (144), die von der Hauptantriebswelle (15) getragen werden und sich mit ihr drehen, um den Wechsel-Ausgang von dem Rotor (146) des Erregergene rators (145) gleichzurichten und den so gleichgerichteten Ausgang an die Feldwicklung (142) des Verlangsamers anzulegen und ein Moment zu erzeugen, das die Drehung der Hauptantriebswelle (15) verlangsamt.
  8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7 für ein Fahrzeug, die ein positives Moment entlang einer drehbaren Antriebswelle erzeugt und einen elektromagnetischen Verlangsamer mit einer Feldwicklung (142), einem Erregergenerator (145) mit einem Rotor (146) und einen Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) mit einem Rotor (146), wobei die Feldwicklung (142), der Rotor (146) des Erregergenerators (145) und der Rotor (146) des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) um die drehbare Antriebswelle herum und mit ihr gekoppelt sind, eine erste Einrichtung, die den Wechselstrom gleichrichtet, der durch den Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) erzeugt wird, und den so gleichgerichteten Ausgang an den Erregergenerator (145) anlegt, eine Steuerung, die die erste Einrichtung zum Gleichrichten selektiv so steuert, dass der Erregergenerator (145) in Reaktion auf ein empfangenes externes Signal selektiv erregt wird, und eine zweite Einrichtung umfasst, die den Wechsel-Ausgang von dem Rotor (146) des Erregergenerators (145) gleichrichtet und den so gleichgerichteten Ausgang an die Feldwicklung (142) des Verlangsamers anlegt, um ein Drehmoment zu erzeugen, das die Drehung der drehbaren Antriebswelle verlangsamt, wobei der Verlangsamer nicht elektrisch mit der Batterie (26) oder dem Drehstromgenerator verbunden sein muss.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8 in Kombination mit einem Fahrzeug-Antriebsstrang mit einem Motor (12; 212), einem Getriebe und einer Antriebswelle, wobei der Verlangsamer umfasst: einen Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) mit einem Rotor (146) und einem Stator (154), wobei der Rotor (146) an der Antriebswelle angebracht ist und der Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) einen ersten Strom erzeugt, wenn sich die Antriebswelle dreht; einen Erregergenerator (145) mit einem Stator (154) und einem Anker, wobei der Anker an der Antriebswelle angebracht ist; einen Regulator, der elektrisch in Reihe zwischen den Erregergenerator (145) und den Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) geschaltet ist, wobei der Regulator externe Steuersignale empfangen kann, um seine Funktion zu steuern; ein gewickeltes Verlangsamer-Feld, das um den Umfang der Antriebswelle herum angeordnet ist; wenigstens einen Gleichrichter (144), der an der Antriebswelle angebracht ist, wobei der wenigstens eine Gleichrichter (144) in Reihe zwischen dem gewickelten Verlangsamer-Feld und dem Erregergenerator (145) angeordnet ist; einen stationären Induktionszylinder, der um das gewickelte Verlangsamer-Feld herum angeordnet ist, wobei der Zylinder Einlass- und Auslassanschlüsse zur Verbindung mit dem Kühlmittelsystem des Fahrzeugs hat; und der Regulator in Reaktion auf ein empfangenes Steuersignal einen Teil des ersten Stroms gleichrichtet und dem Erregergenerator (145) zuführt, der seinerseits einen zweiten Strom erzeugt, wobei der zweite Strom durch den wenigstens einen Gleichrichter (144) gleichgerichtet und zur Erzeugung von Verlangsamungsdrehmoment zwischen dem Induktionsring (152) und der Feldwicklung (142) genutzt wird.
  10. Vorrichtung nach wenigstens einen der Ansprüche 5 bis 9, die umfasst: eine Gehäusestruktur (152); eine Antriebswelle, die in der Struktur angebracht ist und relativ dazu gedreht werden kann; einen Verlangsamungsmechanismus mit zwei relativ drehbaren Teilen, von denen jeder die Welle umgibt, wobei ein Teil fest an der Welle zur Drehung damit angebracht ist und der andere ein stationärer Teil ist, der an der Gehäusestruktur (152) befestigt ist; eine Schaltungseinrichtung, die einen elektrischen Strom empfängt, um so eine elektromagnetische Wirkung auf den Verlangsamer zu erzeugen und damit die Drehung der Welle zu verlangsamen; einen Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) mit einem Rotor (146), der fest von der Welle getragen wird und einer Wicklung, die fest von dem Gehäuse getragen wird, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen; eine Speisungssteuereinheit (160; 260), die von der Gehäusestruktur (152) getragen wird, um die Ausgangsspannung von der Generatorwicklung zu empfangen; und einen Steuereinrichtung, die die Ausgangsspannung der Wicklung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) zu der Schaltungseinrichtung des Verlangsamers selektiv steuert.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, die des Weiteren eine Batterie (26) enthält, und wobei die Steuereinrichtung auch selektiv die Ausgangsspannung der Batterie (26) bereitstellen kann, um sie aufzuladen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, die des Weiteren einen separaten Erregergenerator (145) mit einem drehenden Teil, der an der Fahrzeugwelle angebracht ist, enthält, und wobei die Ausgangsspannung des Permanentmagnetgenerators (PMG) (147) an den Erregergenerator (145) angelegt wird, der seinerseits dem Verlangsamer Erregungsspannung bereitstellt.
  13. Fahrzeug mit einem Motor (12; 212), einer Batterie (26), einer Antriebswelle (15) und einem elektromagnetischen Verlangsamer nach Anspruch 5, der antreibend mit der Antriebswelle (15) gekoppelt ist und der umfasst: einen Permanentmagnet-Motor/-Generator, der antreibend mit der Antriebswelle (15) gekoppelt ist; eine elektronische Verlangsamungs-Schaltungseinrichtung, die selektiv betrieben werden kann, wenn der Motor (12; 212) läuft und elektrische Energie durch den Motor/Generator in Reaktion auf die Antriebswellendrehung erzeugt wird, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, und elektrische Energie davon an den elektromagnetischen Verlangsamer anzulegen und die Drehung der Antriebswelle zu verlangsamen; und eine elektronische Schaltungseinrichtung zum Aufladen der Batterie (26), die den Ausgang des Motors/Generators selektiv zu der Batterie (26) koppelt, um die Batterie (26) aufzuladen.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 13, das umfasst: einen Permanentmagnet-Motor/-Generator, der zusammenwirkend mit der Antriebswelle verbunden ist; eine erste elektronische Schaltungseinrichtung, die selektiv betrieben werden kann, wenn der Motor (12; 212) angelassen werden soll, um Energie von der Batterie (26) zu dem Permanentmagnet-Motor/-Generator zu übertragen und Antriebsdrehmoment auf die Antriebswelle zum Anlassen des Motors (12; 212) auszuüben; und eine zweite elektronische Schaltungseinrichtung, die selektiv betrieben werden kann, wenn der Motor (12; 212) läuft und elektrische Energie dann durch den Permanentmagnet-Motor/-Generator in Reaktion auf die Drehung der Antriebswelle erzeugt wird, um elektrische Energie, die dann durch den Permanentmagnet-Motor/-Generator erzeugt wird, an den elektromagnetischen Verlangsamer anzulegen und Drehmoment auf die Antriebswelle auszuüben, um die Drehung der Welle zu verlangsamen.
  15. Fahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, wobei der elektromagnetische Verlangsamer eine Feldwicklung (142), die an der Antriebswelle getragen wird, und einen Induktionszylinder enthält, und wobei das Fahrzeug des Weiteren ein Kühlmittelsystem, insbesondere ein Flüssigkeits-Kühlmittelsystem enthält, das funktionell mit dem Induktionszylinder gekoppelt ist.
  16. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der elektromagnetische Verlangsamer eine Feldwicklung (142), die an der Antriebswelle getragen wird, und einen Induktionszylinder enthält, und das des Weiteren einen Erregergenerator (145) mit einem Rotor (146), der an der Antriebswelle getragen wird, und eine Feldwicklung (142) enthält, wobei der Permanentmagnetgenerator (PMG) (147) über die zweite elektronische Schaltungseinrichtung mit der Feldwicklung (142) des Erregergenerators (145) gekoppelt wird, und der Ausgang von dem Rotor (146) des Erregergenerators (145) über eine Gleichrichterschaltung, die ebenfalls an der Antriebswelle getragen wird, zu der Feldwicklung (142) des Verlangsamers gekoppelt wird.
  17. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 16, das des Weiteren eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Drehposition der Welle enthält und eine Drehposition der ersten elektronischen Schaltungseinrichtung bereitstellt, um das Drehmoment des Motors (12; 212) während des Anlassvorgangs zu modifizieren.
  18. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 17, das des Weiteren eine Erfassungseinrichtung enthält, die den Drehmomentausgang der Welle erfasst, der von der zweiten elektronischen Schaltungseinrichtung verwendet wird, um das Drehmoment zu modifizieren, das auf die Welle ausgeübt wird, und so als ein Drehmomentdämpfer zu wirken.
  19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 18, das des Weiteren eine Erfassungseinrichtung, die die Drehposition der Welle erfasst, sowie eine elektronische Anlasser-Schaltungseinrichtung enthält, die mit der Erfassungseinrichtung gekoppelt ist, wobei die elektronische Anlasser-Schaltungseinrichtung beim Empfangen der Drehposition der Welle von der Erfassungseinrichtung in der Batterie (26) gespeicherte elektrische Energie verwendet, um den Permanentmagnet-Motor/-Generator zu erregen und die Antriebswelle in Drehung zu versetzen und den Motor (12; 212) anzulassen.
  20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 19, das des Weiteren eine Erfassungseinrichtung, die das Gesamtdrehmoment erfasst, das durch den Motor (12; 212) erzeugt wird, und eine erste Dämpfer-Schaltungseinrichtung enthält, die die Erfassungseinrichtung mit der elektronischen Verlangsamungsschaltungseinrichtung koppelt, um den elektromagnetischen Verlangsamer als Drehmomentdämpfer zu nutzen.
  21. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 20, das des Weiteren eine Erfassungseinrichtung, die das Gesamtdrehmoment erfasst, das durch den Motor (12; 212) erzeugt wird, und eine zweite Dämpfer-Schaltungseinrichtung enthält, die die Erfassungseinrichtung mit der elektronischen Verlangsamungsschaltungseinrichtung koppelt, um den Permanentmagnet-Motor/-Generator als einen Drehmomentdämpfer zu nutzen.
  22. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei der Motor (12; 212) turboaufgeladen ist, und, wenn Turboaufladefunktion gefordert wird, eine Zeitverzögerung zwischen Anforderung und Aktivierung vorliegt und das Fahrzeug des Weiteren eine Erfassungseinrichtung, die erfasst, wenn die Turboaufladefunktion angefordert wird, sowie eine Übergangs-Verstärkungsschaltungseinrichtung enthält, so dass Energie durch die Batterie (26) zugeführt wird, um den Permanentmagnet-Motor/-Generator zu nutzen und dem Fahrzeug-Antriebsstrang während der Zeitverzögerung zusätzliches positives Drehmoment bereitzustellen.
  23. Fahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 22, das umfasst: einen elektromagnetischen Verlangsamer, der antreibend mit der Antriebswelle gekoppelt ist; einen Permanentmagnet-Motor/-Generator, der antreibend mit der Antriebswelle gekoppelt ist; eine elektronische Schaltungseinrichtung, die selektiv betrieben werden kann, wenn der Motor (12; 212) läuft, und dann durch den Motor/Generator in Reaktion auf die Antriebswellendrehung elektrische Energie erzeugt wird, um elektrische Energie, die dann durch den Motor/Generator erzeugt wird, an den elektromagnetischer Verlangsamer anzulegen, und Drehmoment auf die Antriebswelle zum Verlangsamen der Wellendrehung auszuüben; eine erste Erfassungseinrichtung, die mit der Antriebswelle gekoppelt ist, um kontinuierlich die Drehposition der Welle zu erfassen; eine zweite Erfassungseinrichtung, die mit der Antriebswelle gekoppelt ist, um die durch die Antriebswelle getragene Drehmomentlast kontinuierlich zu erfassen; und eine Einrichtung, die auf beide Erfassungseinrichtungen anspricht, um kontinuierlich das durch den elektromagnetischen Verlangsamer auf die Antriebswelle ausgeübte Drehmoment zu modifizieren.
  24. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 23, das des Weiteren eine zweite elektronische Schaltungseinrichtung enthält, wobei die erste Erfassungseinrichtung mit der zweiten elektronischen Schaltungseinrichtung verbunden ist, um das Drehmoment des Motors (12; 212) während des Anlassvorgangs zu modifizieren.
  25. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 24, das des Weiteren eine dritte elektronische Schaltungseinrichtung enthält, wobei die zweite Erfassungseinrichtung mit der dritten elektronischen Schaltungseinrichtung verbunden ist, um den elektromagnetischen Verlangsamer als einen Drehmomentdämpfer zu nutzen.
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