NL7906521A

NL7906521A - HYBRID DRIVE SYSTEM AND METHOD FOR USE THEREOF.

Info

Publication number: NL7906521A
Application number: NL7906521A
Authority: NL
Original assignee: Vadetec Corp
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1980-03-04
Also published as: SE7907046L; DE2933542A1; IT1192781B; DE2933542B2; FR2434935A1; GB2031822B; AU535192B2; CA1115218A; BR7905615A; GB2031822A; DE2933542C3; IT7968731A0; AU5016579A

Description

iff.0.27.795 * Vadetec Corporation, te Troy, Michigan,iff.0.27.795 * Vadetec Corporation, of Troy, Michigan,

Verenigde Staten van Amerika.United States.

Hybrid aandrijfsysteem en werkwijze voor toepassing ervan.Hybrid propulsion system and method for its application.

He uitvinding heeft betrekking op een hybrid aandrijfsysteem en op de werkwijze voor toepassing ervan. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een hybrid aandrijfsysteem en de werkwijze voor toepassing waarbij kinetische energie 5 van een traagheidsmassa gedurende deceleratie opgeslagen wordt en gebruikt wordt op een manier om de werkingsduur van de motor voor een gegeven periode van werking van het systeem te reduceren.The invention relates to a hybrid drive system and to the method for its application. More particularly, the invention relates to a hybrid propulsion system and the method of application in which kinetic energy of an inertial mass is stored during deceleration and used in a manner to determine the operating time of the motor for a given period of operation of the system reduce.

Als resultaat van de huidige nadruk op brandstofbesparing, is het een bekend feit dat het brandstofverbruik van een automobiel 10 bij gebruik in een stad aanzienlijk hoger is dan op de buitenweg.As a result of the current emphasis on fuel economy, it is a known fact that the fuel consumption of an automobile 10 when used in a city is considerably higher than on the highway.

He redenen hiervoor zijn wel bekend en in de eerste plaats het gevolg van energieverliezen bij het vertragen en stoppen van het voertuig in stadsverkeer, het leeg laten lopen van de motor gedurende de tijd dat het voertuig gestopt is en werking voor een groot 15 percentage van de afgelegde afstand met motortoerentallen welke hoger zijn dan die waarbij het nuttig effect van de motor optimaal is.The reasons for this are well known and are primarily the result of energy losses when slowing and stopping the vehicle in urban traffic, running the engine idle during the time the vehicle is stopped and operating for a large 15 percent of the distance traveled with engine speeds higher than those at which the engine's efficiency is optimal.

Hybride aandrijfsystemen zijn bekend waarbij het brandstofverbruik van een automobielmotor, in het bijzonder in stadsverkeer, aanzienlijk verlaagd kan worden door het opslaan van bijvoorbeeld 20 kinetische energie in een vliegwiel afkomstig van de traagheid van het voertuig of negatief vermogen dat beschikbaar komt gedurende het vertragen en het gebruiken naar behoefte van de opgsLagen energie als hulpvermogensbron teneinde het gevraagde vermogen van de aan-drijfmotor te verminderen. Hergelijke systemen maken het eveneens 25 mogelijk overtollig vermogen opgewekt door de motor, wanneer deze zou werken met verbeterd nuttig effect, af te leiden naar het vlieg- * wiel voor later gebruik. Bovendien kan de brandstof verbruikende motor van het systeem gestopt worden wanneer het voertuig stil staat en de in het vliegwiel opgehoopte energie zowel gebruikt wordt voor 50 het eerste versnellen van het voertuig vanuit stilstand en voor het opnieuw starten van de motor.Hybrid propulsion systems are known in which the fuel consumption of an automobile engine, especially in urban traffic, can be significantly reduced by storing, for example, kinetic energy in a flywheel from the inertia of the vehicle or negative power that becomes available during deceleration and use energy as the auxiliary power source according to the storage needs, in order to reduce the requested power of the drive motor. Such systems also allow the excess power generated by the engine, if operating with improved efficiency, to be diverted to the flywheel for later use. In addition, the system's fuel consuming engine can be stopped when the vehicle is stationary and the energy accumulated in the flywheel is used both for initial acceleration of the vehicle from a standstill and for restarting the engine.

Aanzienlijke reducties in brandstofverbruik en produktie van luchtverontreinigende stoffen kunnen in stadsverkeer verkregen worden met hybride systemen welke gebruik maken van een relatief een- 7906521 i i 2 ► ' voudig vliegwiel dat bijvoorbeeld gevormd wordt door een koolstof stalen schijf van een paar centimeters dikte en tussen 40 en 50 cm diameter welke draait op maximum toerental in de grootte-orde van het maximum toerental van de motor. Een vliegwiel van deze klasse 5 verschaft een opslagcapaciteit voor kinetische energie welke niet alleen voldoende is om een gebruikelijk voertuig aan te drijven gedurende korte tijd doch, hetgeen wellicht belangrijker is, ook voor het leveren van het vermogen dat nodig is voor het continue * bedrijven van zulke hulpmiddelen als rembekrachtiging, stuurbekrach-10 tiging, luchtverzorging en dergelijke terwijl het brandstofverbruik van de verbrandingsmotor van het hybride systeem stilstaat.Significant reductions in fuel consumption and production of air pollutants can be achieved in urban traffic with hybrid systems using a relatively simple 7906521 ii 2 ► 'flywheel formed, for example, by a carbon steel disc a few centimeters thick and between 40 and 50 cm diameter which runs at maximum speed in the order of magnitude of the maximum speed of the motor. A flywheel of this class 5 provides a kinetic energy storage capacity which is not only sufficient to power a conventional vehicle for a short period of time but, perhaps more importantly, also to provide the power required for the continuous * operation of such aids as power brakes, power brakes, air supply and the like while fuel consumption of the combustion system of the hybrid system is stopped.

Bij hybride aandrijfsystemen, wordt gewoonlijk één of andere vorm van oneindig variabele of continu variabele overbrenging gebruikt om het toerental van het vliegwiel, van de motor en van de 15 belasting welke gegeven wordt door een aandrijfas van een automobiel, met elkaar in overeenstemming te brengen. Terwijl de continu variabele transmissie in het verleden een zwakke schakel voorstelde bij hybride aandrijfsystemen, zijn ondertussen dergelijke overbrengingen ontwikkeld tot een staat waar zij vermogen hoger dan dat opgewekt 20 door automobielmotoren, kunnen overbrengen met goed nuttig effect via oneindig variabele toerentalverhoudingen tussen de ingaande en de uitgaande as, over een wijd gebied dat zich uitstrekt tot nul. Dergelijke overbrengingen zijn bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 706.291. De stand der techniek met betrek-25 king tot oneindig variabele transmissies verschaft daardoor een reeds aanwezige mogelijkheid voor volledige variabele hybride aandrijfsystemen door welke de bekende mogelijkheden voor het opslaan en besparen van energie door dergelijke systemen toegepast kunnen worden.In hybrid drive systems, some form of infinitely variable or continuously variable transmission is commonly used to match the speed of the flywheel, engine and load given by an automotive drive shaft. While the continuously variable transmission has historically been a weak link in hybrid propulsion systems, such transmissions have meanwhile been developed to a state where they can transmit power higher than that generated by automotive engines with good useful effect through infinitely variable speed ratios between the input and output. output shaft, over a wide range extending to zero. Such transmissions are described, for example, in U.S. Patent 706,291. The prior art regarding infinitely variable transmissions thereby provides an already existing capability for fully variable hybrid drive systems through which the known energy storage and energy saving capabilities of such systems can be utilized.

30 Om ook het rijden op hoofdwegen mogelijk te maken, zou de aandrijfinrichting van een automobiel geschikt moeten zijn voor directe aandrijving tussen de motor en de last in de vorm van de wie- * len. Bij vroegere hybride systemen werden de condities voor snelvetkeer Verkregen door het ontkoppelen van het energie-accumulerende vlieg-33 wiel van de aandrijfketen zoals bijvoorbeeld beschreven is in de artikelen in "Automotive Engineering van maart 1977» 85 s3» bladzijden 18 en 19 onder de titel "Flywheel Transmission las Yariable-Speed Gear" door Scott, David, en het Amerikaanse octrooischrift 3.672.244 of door het volkomen parallel schakelen van het vliegwiel 40 en de variabele overbrenging in het hybride systeem voor het recht- 7906521 * * 3 » streeks doorleiden van het aandrijvend vermogen naar de last, zoals het Amerikaanse oetrooischrift 3.870.116 beschrijft.In order to also enable driving on major roads, the driving device of an automobile should be suitable for direct drive between the engine and the load in the form of the wheels. In earlier hybrid systems, the conditions for fast grease return were obtained by disconnecting the energy-accumulating fly-33 wheel from the drive chain as described, for example, in the articles in "Automotive Engineering of March 1977» 85 s3 "pages 18 and 19 under the title "Flywheel Transmission Read Yariable-Speed Gear" by Scott, David, and U.S. Pat. No. 3,672,244 or by completely parallelizing the flywheel 40 and the variable transmission in the hybrid system for direct transmission 7906521 * * 3 » from the driving power to the load, as described in U.S. Pat. No. 3,870,116.

Hoewel volgens de stand der techniek de energiebesparende mogelijkheden en de bedrijfseisen te stellen aan hybride aandrijf-5 systemen bekend waren, waren de eisen die aan de tot nu toe voorgestelde hybride systemen gesteld werden, complex wat betreft het noodzakelijke aantal besturingen en componenten, zij namen veel ruimte in beslag vergeleken met de gebruikelijke aandrijfsystemen van automobielen en verder was een potentiële extra bron voor me-10 chanisch uitvallen toegevoegd boven hetgeen reeds aanwezig was.in de gebruikelijke aandrijfketen. Gemeend wordt dat de combinatie van deze factoren mede een hoofdreden was welke de toepassing van hybride vermogenssystemen in de praktijk hebben tegengehouden.Although prior art known the energy-saving capabilities and operating requirements of hybrid propulsion systems, the requirements of the previously proposed hybrid systems were complex in terms of the necessary number of controls and components, they took a lot of space compared to conventional automotive drive systems and further, a potential additional source of mechanical failure was added beyond what was already in the conventional drive chain. It is believed that the combination of these factors was one of the main reasons that has hindered the use of hybrid power systems in practice.

Yolgens de onderhavige uitvinding wordt nu een hybrid aan-15 drijfsysteem verschaft waarbij de hoofdoorzaken van overtollig brandstofgebruik gedurende bedrijf zoals dat geleverd wordt door een automobiel in stadsverkeer, met name het continue onbelast laten lopen van de motor gedurende vertraging en stilstand, en vernietiging van kinetische enrgie gedurende remmen, in hoofdzaak vermeden 20 door toepassing van een aandrijfsysteem dat gebruik maakt van een vliegwiel dat bij benadering gelijkwaardig is aan het conventionele krukas-vliegwiel en een continu variabele transmissie welke het mogelijk maakt de gunstigste toerentallen voor de motor te verkrijgen waarbij deze vermogen levert voor lage en middelmatige snelheden 25 van het voertuig terwijl tegelijkertijd een directe aandrijving tussen de motor en de wielen mogelijk is gedurende het gebruikelijke snelverkeer met een auto. Het vliegwiel is met spieën of dergelijke voor rotatie altijd gekoppeld aan de ingang van de continu variabele transmissie en uitschakelbaar gekoppeld via bijvoorbeeld een koppe-30 ling rechtstreeks met de krukas of een overeenkomstige aandrijfas afkomstig van de motor. Met andere woorden, de stand van de koppeling is slechts een verwisseling van de verbinding vliegwiel-flexi-koppeling naar de krukas van een gebruikelijke aandrijfketen van een automobiel. Omdat het vliegwiel zowel functioneert als een krukas-35 vliegwiel alsmede als vliegwiel voor opslag van kinetische energie, is het vliegwiel altijd gekoppeld aan de motor gedurende bedrijf van de motor waarbij deze vermogen levert. Het vliegwiel is hetzij volledig afgeschakeld of gedeeltelijk ingeschakeld aan de uitgaande as van de motor gedurende afname van de belasting of stilstand ter-40 wijl de motor hetzij gestopt is of met laag toerental draait terwijl 79 0 6 5 2 1 i * 4 . de brandstoftoevoer aan de motor hetzij gereduceerd is tot minder dan hetgeen noodzakelijk is om de motor op eigen kracht te laten leeglopen of volMig gestopt. Het bovengenoemde laten draaien van de motor met laag toerental met een geringe of geen brandstof-5 verbruik is ervoor bedoeld om de door de motor aangedreven hulp-werktuigen zoals de smeeroliepomp, de elektrische generator en andere soortgelijke hulpwerktuigen zoals rembekrachtiging, stuurbekrachtiging, air conditioning en dergelijke continu te laten functioneren. Als alternatief, kunnen dergelijke hulpinrichtingen zoda-10 nig uitgevoerd worden dat zij rechtstreeks door het vliegwiel aangedreven worden in welk geval een volledig stoppen van de motor geprefereerd wordt.In accordance with the present invention, there is now provided a hybrid propulsion system in which the main causes of excess fuel consumption during operation such as that provided by an automobile in urban traffic, in particular the continuous idling of the engine during deceleration and standstill, and destruction of kinetic energy during braking, substantially avoided by using a drive system using a flywheel approximately equivalent to the conventional crankshaft flywheel and a continuously variable transmission which allows to achieve the most favorable engine speeds at which this power delivers low and medium speeds of the vehicle while simultaneously allowing direct drive between the engine and wheels during the usual fast traffic with a car. The flywheel is always coupled to the input of the continuously variable transmission with keys or the like for rotation and is switchably coupled via, for example, a coupling directly to the crankshaft or a corresponding drive shaft from the engine. In other words, the position of the clutch is just a swap of the flywheel-flexi-clutch connection to the crankshaft of a conventional automobile drive chain. Because the flywheel functions both as a crankshaft flywheel as well as a flywheel for kinetic energy storage, the flywheel is always coupled to the engine during engine operation providing power. The flywheel is either fully disengaged or partially engaged on the engine output shaft during load or standstill while the engine is either stopped or running at low speed while 79 0 6 5 2 1 i * 4. the fuel supply to the engine has either been reduced to less than what is necessary to drain the engine on its own or has been stopped completely. The above mentioned running the low speed engine with little or no fuel consumption is intended to power the engine driven auxiliary tools such as the lubricating oil pump, the electric generator and other similar auxiliary tools such as power brakes, power steering, air conditioning and to operate such continuously. Alternatively, such auxiliary devices can be configured to be driven directly by the flywheel, in which case complete engine shutdown is preferred.

De uitgang van de continu variabele transmissie is gekoppeld met de as welke de last aandrijft via een eenvoudige tandwielkast 15 welke ingesteld kan worden op "vooruit, achteruit en neutraal” en welke in staat is een rechtstreekse verbinding te leveren tussen de as welke de belasting aandrijft en de ingang van de continu variabele transmissie. Wanneer de de belasting rechtstreeks aandrijvende as gekoppeld wordt met de ingang van de continu variabele transmis-20 sie, worden verliezen van het doorgeleidevermogen door de transmissie vermeden.The output of the continuously variable transmission is coupled to the shaft driving the load via a simple gearbox 15 which can be set to "forward, reverse and neutral" and which is able to provide a direct connection between the shaft driving the load and the input of the continuously variable transmission When the load directly driving shaft is coupled to the input of the continuously variable transmission, losses of the transmission power through the transmission are avoided.

Ben hoofdoogmerk van de onderhavige uitvinding bestaat daarom uit het verschaffen van een verbeterd hybrid aandrijfsysteem en een werkwijze voor het bedrijven ervan, dat meer in het bijzonder maar 25 niet uitsluitend toepassing vindt bij aandrijfsystemen voor voertuigen, dat een minimale wijziging vereist van de bestaande opbouw van voertuigen om toegepast te kunnen worden en dat een zeer efficiënt bedrijf mogelijk maakt van een continu variabele transmissie welke in staat is het toerental van zowel een uitgaande as van een motor 30 en een vliegwiel te koppelen aan een rechtstreeks de last aandrijvende as voor het doen draaien van deze as in vooruit of achterwaartse draairichting terwijl tegelijkertijd een rechtstreekse aandrijvende verbinding mogelijk gemaakt wordt tussen de motor en de last.A main object of the present invention is therefore to provide an improved hybrid propulsion system and a method of operation thereof which is more particularly, but not exclusively, applicable to vehicle propulsion systems, which requires a minimal modification of the existing structure of vehicles for application and which allows very efficient operation of a continuously variable transmission capable of coupling the speed of both an output shaft of an engine 30 and a flywheel to a direct load driving shaft for rotation of this shaft in forward or reverse direction while at the same time enabling a direct driving connection between the motor and the load.

Andere oogmerken en kenmerken van de uitvinding zullen duide-35 l'ijk worden aan de hand van de navolgende beschrijving van een als voorbeeld toegevoegde tekening.Other objects and features of the invention will become apparent from the following description of an exemplary drawing.

Big. 1 toont een schema van de verschillende mechanische componenten van een hybrid aandrijfsysteem volgens de uitvinding in hun relatie tot de metende en regelende functies welke weergegeven 40 zijn in de vorm van een blokdiagram.Big. 1 shows a schematic of the various mechanical components of a hybrid drive system according to the invention in relation to the measuring and regulating functions shown in block diagram form.

7906521 5 * *7906521 5 * *

De fig. 2a en 2b tonen een langsdoorsnede door een voorkeur suitvo eringsvorm van een vermogensketen welke toegepast kan worden bij de uitvinding.Figures 2a and 2b show a longitudinal section through a preferred embodiment of a power chain which can be used in the invention.

Pig. 3 toont schematisch een dwarsdoorsnede van de toegepaste 5 tandwielen in de transmissie-eenheid volgens fig. 2. 5Pig. 3 schematically shows a cross-section of the gears used in the transmission unit according to FIG. 2. 5

Pig. 4 toont een aantal grafieken waarin kwantitatieve waarden van verschillende parameters afgezet zijn tegen een gemeenschappelijke tijd-as.Pig. 4 shows a number of graphs in which quantitative values of different parameters are plotted against a common time axis.

Pig. 5 toont schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding. 10Pig. 5 schematically shows an alternative embodiment of the invention. 10

Pig. 6 toont wederom een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.Pig. 6 shows yet another embodiment of the invention.

» 7906521»7906521

• I• I

66

In fig. 1 zijn de functionele componenten van een hybrid-aandrijfsysteem volgens de uitvinding schematisch weergegeven om het begrip te vergemakkelijken van de onderlinge relatie tussen de werking en de regel- en besturingscomponenten alsmede van het 5 bedrijf van het gehele systeem. In fig. 1 is derhalve een aandrijvende motor aangeduid met 10 en voorzien van een uitgaande vermogensas 12 welke loskoppelbaar verbonden is met behulp van een frictiekoppeling 14 aan een vliegwiel 16 dat draaien kan met en in dat geval gedragen wordt door de ingaande as 18 van een 10 continu variabele transmissie-eenheid 20 welke bij voorkeur een bekend type is, zoals een oneindig variabele transmissie-eenheid.In Fig. 1, the functional components of a hybrid drive system according to the invention are schematically shown to facilitate understanding of the interrelation between the operation and the control and control components as well as the operation of the entire system. In Fig. 1, therefore, a driving motor is indicated by 10 and provided with an output power shaft 12 which is connected releasably by means of a friction coupling 14 to a flywheel 16 which can rotate and in that case is carried by the input shaft 18 of a Continuously variable transmission unit 20 which is preferably a known type, such as an infinitely variable transmission unit.

De uitgaande as met variabel toerental van de transmissie-eenheid 18 wordt gevormd door een as 22 en is verbonden via een regeleen-heid 24 voor het bewegingstype met een de last aandrijvende as 26 15 welke via een niet weergegeven bekend differentieel drijfwerk verbonden is om de wielen 28 aan te drijven van het voertuig dat in zijn geheel door het systeem aangedreven moet worden. Zoals meer in detail onderstaand beschreven zal worden, omvat de transmissie-eenheid 20 bovendien een as J>0 voor direkte aandrijving welke gestip-20 peld weergegeven is in fig. 1 en zich uitstrekt van de ingaande as 18 naar de regeleenheid 24 voor het bewegingstype. Zoals verder ook nader toegelicht zal worden, zijn de koppeling 14, het vliegwiel 16, de transmissie-eenheid 20 en de regeleenheid 24 voor het bewegingstype, alle componenten van een vermogensketen 32 welke in 25 fig. 1 weergegeven is door een gestippelde rechthoek welke al deze componenten omgeeft.The variable speed output shaft of the transmission unit 18 is constituted by a shaft 22 and is connected via a motion type control unit 24 to a load driving shaft 26 which is connected via a known differential gear not shown. to drive wheels 28 of the vehicle to be driven entirely by the system. In addition, as will be described in more detail below, the transmission unit 20 includes a direct drive shaft J> 0 which is shown dotted in FIG. 1 and extends from the input shaft 18 to the motion type control unit 24 . As will be further explained hereinafter, the clutch 14, the flywheel 16, the transmission unit 20 and the motion type control unit 24 are all components of a power circuit 32 shown in FIG. 1 by a dotted rectangle which surrounding these components.

Opgemerkt moet worden dat, hoewel het hybride aandrijfsysteem zoals weergegeven in fig. 1 en verderop meer in detail besproken in de vorm van een aandrijfsysteem voor een voertuig waar-30 bij de belasting van het systeem weergegeven is door de aandrijf-wielen 28 van een motorvoertuig, het systeem even goed toepasbaar is bij andere traagheidsbelastingen of belastingen welke vermogen vragen voor het versnellen en welke gedurende het vertragen een traagheidsimpuls (hoeveelheid van beweging tengevolge van de traag-35 heidsmassa) vertonen. Terwijl de in fig. 1 weergegeven motor 10 geschetst is als van een carburator voorziene vonk ontstoken zui- germotor, kunnen op overeenkomstige wijze andere vormen van motor deze toegepast worden en kunnen^de voorkeur verdienen met het oog op het bereiken van een optimale werking van het systeem. Het systeem van 40 de uitvinding is in het bijzonder toepasbaar met vonkontstekings- 7906521 « * 7 motoren met brandstofinjectie, dieselmotoren, Stirling-motoren en andere motoren welke werkzaam zijn om achtereenvolgens discrete vermogensimpulsen om te zetten in een continu roterend vermogen in een uitgaande as* Opgemerkt kan in dit verband worden, dat de motor 5 10 een krukas 34 omvat en dat de vermogensas 12 eaa direkte verlen ging is van de krukas. Van groter belang is het feit dat de krukas 34 en de vermogensas 12 zodanig uitgevoerd zijn dat zij bet gebruikelijke krukas-vliegwiel en andere toegevoegde massa's missen door welke op continue en gelijkmatige rotatie van de uitgaande as 12 10 gehandhaafd wordt bij het ontbreken van een extra toevoer van kinetische energie.It should be noted that although the hybrid drive system as shown in Fig. 1 and below is discussed in more detail in the form of a vehicle drive system where the load on the system is shown by the drive wheels 28 of a motor vehicle. the system is equally applicable to other inertial loads or loads which require power for acceleration and which exhibit an inertia impulse (amount of movement due to the inertia mass) during deceleration. While the engine 10 shown in FIG. 1 is outlined as a carburetted spark-ignited piston engine, similarly, other forms of engine may be used and may be preferred in order to achieve optimum operation of the system. The system of the invention is particularly applicable to spark-ignition engines 7906521 * * 7, diesel engines, Stirling engines, and other engines which operate to successively convert discrete power pulses into a continuous rotary power in an output shaft * It should be noted in this connection that the engine 5 comprises a crankshaft 34 and that the power shaft 12 and others are directly extensions of the crankshaft. Of greater importance is the fact that the crankshaft 34 and the power shaft 12 are configured so that they lack the usual crankshaft flywheel and other added masses which are maintained on continuous and even rotation of the output shaft 12 in the absence of an additional supply of kinetic energy.

Onafhankelijk van het gekozen type van motor voor de aandrijvende motor 10, moet deze een toevoer van potentiële energie hebben in de vorm van toevoer van brandstof vanwaar brandstof 15 toegevoerd kan worden naar de motor onder de besturing door een smoorklep 38 of iets dergelijks gedurende normaal bedrijf bij toerentallen die variëren tussen leeglooptoerentallen met praktisch gesloten smoorklep tot de maximale toerentallen met volledig geopende smoorklep. Overeenkomstig de uitvinding, wordt de toevoer 20 van potentiële energie of brandstof daarenboven geregeld voor volledig stoppen of voor reductie tot een niveau van brandstoftoevoer dat lager is dan dat dat noodzakelijk is voor de werking van de motor wanneer hij uitsluitend potentiële energie in de vorm van brandstof gebruikt. Bij de uitvoeringsvorm zoals schematisch weergegeven 25 ia fig« 1, is een klep 40 toegevoerd in de leiding tussen de brandstoftoevoer en de motor en wel stroomopwaarts ten opzichte van de regelinrichting welke geschetst is als smoorklep 38, zodat de toevoer van brandstof aan de motor 10 afgesloten kan worden door het sluiten van de klep 40 of verminderd kan worden tot een niveau dat 30 lager is dan de laagste stand van de smoorklep. Opgemerkt moet worden dat bij sommige motoren, zoals een inwendige verbrandingsmotor voorzien van een elektronisch brandstofinspuitsysteem, de functie van de klep 40 vervuld kan worden door dezelfde inlichting welke gebruikt wordt voor het regelen van de brandstoftoevoer aan de motor 35 voor het regelen van het door de motor geleverde vermogen. In feite werd de voorkeur gegeven aan brandstofinspuitsystemen tengevolge van de verhoogde nauwkeurigheid van de brandstoftoevoer en de betere benadering van de brandstoftoevoer aan de verbrandingskaers vergeleken met die bij motoren met carburateurs. Zodoende zijn de 40 smoorklep 38 en de klep 40 slechts aanduidingen van een bijzondere 7906521 8 inrichting voor het reduceren of afsluiten van de brandstoftoevoer 36 ter plaatse van de het toerental regelende smoorklep· Daarenboven zal een ontstekingsschakelaar 42 aangebracht worden voor het geval de motor een vonk onstoken motor is of een met een dergelijke 5 ontstekingsschakelaar overeenkomstige inrichting welke aangebracht wordt met het oog op bedrijf van de motor mogelijk of onmogelijk te maken·Regardless of the type of engine selected for the driving motor 10, it must have a supply of potential energy in the form of fuel supply from which fuel 15 can be supplied to the engine under the control by a throttle valve 38 or the like during normal operation at speeds that vary between idle speeds with practically closed throttle valve to maximum speeds with fully open throttle valve. In accordance with the invention, the supply of potential energy or fuel is additionally controlled for complete shutdown or for reduction to a level of fuel supply that is less than that necessary for the operation of the engine when it is only potential energy in the form of fuel used. In the embodiment as schematically shown in Fig. 1, a valve 40 is fed into the conduit between the fuel supply and the engine upstream of the control device outlined as throttle valve 38 so that the fuel supply to the engine 10 can be closed by closing valve 40 or reduced to a level 30 lower than the throttle valve's lowest position. It should be noted that in some engines, such as an internal combustion engine equipped with an electronic fuel injection system, the function of valve 40 can be fulfilled by the same information used to control the fuel supply to engine 35 to control the flow rate of the engine. motor delivered power. In fact, fuel injection systems were preferred due to the increased accuracy of fuel delivery and the better approximation of fuel delivery to the combustion trajectory compared to those with carburettor engines. Thus, the 40 throttle valve 38 and valve 40 are only indicative of a special 7906521 8 device for reducing or shutting off the fuel supply 36 at the throttle valve controlling the speed. In addition, an ignition switch 42 will be fitted in case the engine has a spark. the engine is ignited or a device corresponding to such an ignition switch which is fitted in order to make it possible or impossible to operate the engine ·

De voor het bedrijf noodzakelijke componenten welke aldus in het algemeen beschreven zijn aan de hand van fig. 1, worden be-10 stuurd door een regelsysteem dat afgebeeld is in de vorm van een blokdiagrao en daarbij een elektronische computer 44 omvat voor het verwerken van inkomende signalen afkomstig van de bestuurder en van het systeem en om de gewenste regelsignalen als uitgang op te wekken. Meer in het bijzonder omvatten de ingaande signalen afkomstig van de 13 bestuurder een vermogensschakelaar 46, een rijdrichting besturing 48, een gaspedaal 50 en een rempedaal 52· Systeemfuncties welke ge- <9 meten worden omvatten het motortoerental Ψ, ingaande toerentallen o o α van het vliegwiel en de transmissie, het uitgaande toerental © van de variabele transmissie, het bewegingstype van de eenheid 2b en het 20 reactiekoppel van de transmissie 29· Instelbare parameters welke door de computer bb bestuurd moeten worden omvatten de ontstekingsschakelaar 42, de smoorklep van de motor 38 of andere regelinrich-ting voor het motortoerental, de frictiekoppeling 14, de overbreng-verhouding van de variabele transmissie 20 en de regeleenheid 24 25 voor het bewegingstype. Hoewel de details van het regelsysteem niet meer in detail getoond worden dan in het blokdiagram van fig· 1, zijn zulke gecomputeriseerde systemen welbekend en vallen binnen de kennis van de vakman op het gebied van de logische elektronica, gegeven de gewenste bedrijfskarakteristieken waaraan voldoen moet 30 worden·The components necessary for operation, thus generally described with reference to Fig. 1, are controlled by a control system shown in the form of a block diagram and thereby comprising an electronic computer 44 for processing incoming signals from the driver and the system and to generate the desired control signals as output. More specifically, the input signals from the driver 13 include a power switch 46, a direction of travel control 48, an accelerator pedal 50 and a brake pedal 52 · System functions measured <9 include the engine speed Ψ, input speeds oo α of the flywheel and the transmission, the output speed © of the variable transmission, the movement type of the unit 2b and the reaction torque of the transmission 29 · Adjustable parameters to be controlled by the computer bb include the ignition switch 42, the throttle valve of the engine 38 or other engine speed control device, friction clutch 14, variable transmission gear ratio 20 and motion type control unit 25. Although the details of the control system are not shown in more detail than in the block diagram of Fig. 1, such computerized systems are well known and are within the knowledge of those skilled in the art of logic electronics, given the desired operating characteristics to be met. turn into·

De structuur van de aandrijfeenheid 32 is meer in detail weergegeven in de fig· 2a en 2b· De componenten waaruit de eenheid bestaat zijn ondergebracht in een enkel freem of huis 54 met een klokvormig uitwaaierend voorgedeelte 58 dat er voor bestemd is om 35 met bouten of anderszins bevestigd te worden tegen de motor 10 op in hoofdzaak dezelfde manier als een gebruikelijke automobiel-transmis-sie. Dit gedeelte van het huis 54 bevat het vliegwiel 16 en de koppeling 14. Het centrale gedeelte van het huis herbergt en doet tevens als onderdeel dienst van de continu variabele transmissie-een-40 heid 20 terwijl een klokvormig eindhuis 58 de regeleenheid 24 voor 7906521 9 het bedrijfstype huisvest en bevestigd is aan het centrale gedeelte van het huis 24 met behulp van bouten 60 of dergelijke.The structure of the drive unit 32 is shown in more detail in Figures 2a and 2b. The components that make up the unit are housed in a single frame or housing 54 with a bell-shaped flared front portion 58 that is bolted or otherwise be mounted against the motor 10 in substantially the same manner as a conventional automotive transmission. This portion of the housing 54 contains the flywheel 16 and the clutch 14. The central portion of the housing houses and also serves as part of the continuously variable transmission unit 20, while a bell-shaped end housing 58 controls 7906521 9. the operating type is housed and attached to the central portion of the housing 24 using bolts 60 or the like.

Zoals fig. 2a toont, is het einde van de vermogensas 12 op gebruikelijke wijze van een flens voorzien om een naaf 62 voor een 5 frictieschijf te dragen welke schijf op zijn beurt van een omtreks-vertanding is voorzien om een ip&xiale richting beweegbare lichte frictieplaat 64 te kunnen opnemen. De schijf 64 steekt radiaal naar buiten uit en is aldus geplaatst tussen een in axiale zin vaste aan-slagring 66 en een axiaal instelbare ring 68 met drukelementen, 10 welke beide rechtstreeks gedragen worden door het vliegwiel 16.As shown in Figure 2a, the end of the power shaft 12 is conventionally flanged to support a friction disc hub 62 which in turn is circumferentially serrated about an axially movable light friction plate 64 to record. The disk 64 protrudes radially outward and is thus placed between an axially fixed stop ring 66 and an axially adjustable ring 68 with pressure elements, both of which are carried directly by the flywheel 16.

Het instelbare blok 68 wordt door een aantal drukveren 69 in aanraking gedrukt met de schijf 64 en tegen de aanslag 66, waardoor de schijf 64 gekoppeld wordt en zodoende de as 12 met het vliegwiel 16. Het instelbare blok 68 wordt gedragen door pennen 70 welke uitstelt ken tot in een ringvormige zuiger 72 welke verschuifbaar geplaatst is in een ringvormige kamer 74 welke op zijn beurt in het vliegwiel 16 is aangebracht. Vloeistof onder druk aangevoerd in een kanaal 76 zal het blok 68 zich doen terugtrekken tegen de terugstelkracht van de drukveren 69* 20 In het licht van het voorgaande, zal het duidelijk zijn dat de koppeling 14 in feite een gebruikelijke frictiekoppeling is welke ervoor ingericht kan zijn om de as 12 volledig te koppelen met het vliegwiel 16 in aanwezigheid van vloeistof onder druk welke zou werken op de ringvormige zuiger tegen de terugstelkracht van de veren 25 69· De as 12 zal volledig ontkoppeld zijn van het vliegwiel 16 wan neer vloeistof onder druk werkende tegen de ringvormige zuiger 72 het blok 68 wegtrekt van de schijf 64. Verder kan een geschikte instelling van de vloeistofdruk welke werkt tegen de ringvormige zuiger 72 een gebied van tussengelegen maten van koppeling door de 30 wrijvingskoppeling 14 veroorzaken waarbij een beperkt koppel overgebracht kan worden tussen de as 12 en het vliegwiel 16 onafhankelijk van de relatieve toerentallen van deze beide delen. Zoals eveneens blijkt uit fig. 2a, is het vliegwiel gescheiden wat zijn rotatie betreft van de as 12 en de naaf 62 door rollagers 78 en is met de ver-35 taniding of op andere manier rechtstreeks gekoppeld voor rotatie met de ingaande as 18 van de continu variabele transmissie-eenheid 20.The adjustable block 68 is pressed by a number of compression springs 69 into contact with the disc 64 and against the stop 66, whereby the disc 64 is coupled and thus the shaft 12 with the flywheel 16. The adjustable block 68 is supported by pins 70 which postpone into an annular piston 72 which is slidably mounted in an annular chamber 74 which in turn is mounted in the flywheel 16. Liquid supplied under pressure in a channel 76 will cause the block 68 to retract against the restoring force of the compression springs 69 * 20 In light of the foregoing, it will be understood that the coupling 14 is in fact a conventional friction coupling which may be adapted therefor to fully engage shaft 12 with flywheel 16 in the presence of pressurized fluid which would act on the annular piston against the restoring force of springs 25 69 · Shaft 12 will be fully disengaged from flywheel 16 when pressurized fluid is operating against the annular piston 72 pulls the block 68 away from the disk 64. Further, an appropriate adjustment of the fluid pressure acting against the annular piston 72 can cause an intermediate range of coupling through the friction clutch 14 whereby a limited torque can be transferred between the shaft 12 and the flywheel 16 are independent of the relative speeds of these two parts. As also shown in Fig. 2a, the flywheel is separated in its rotation from the shaft 12 and the hub 62 by roller bearings 78 and is directly coupled to the input shaft 18 of the input shaft 18 of the gear shaft or otherwise. continuously variable transmission unit 20.

Zoals duidelijk zal zijn uit de voorgaande beschrijving, kan de precieze vorm van de transmissie-eenheid 20 evenals die van de regeleenheid 24 voor het bedrijfstype aanzienlijk verschillen van 40 dat wat afgeheeld is in de fig. 2a en 2b. De transmissie-eenheid 20 79 0 65 2 t 10 echter is bij voorkeur van een type dat beschreven is in de Amerikaanse octrooiaanvrage 706.291· Als zodanig omvat de transmissie een freem, namelijk het centrale gedeelte van het huis 5^ en een stel dwars geplaatste wanden 80 en 81 in welke een draaibaar krukvormig 5 lichaam 82 gedragen wordt door de lagers 8½ en 86 om te kunnen roteren om een eerste of primaire as 87· Een nuterend of slingerend lichaam 90 is draaibaar ondersteund vanaf het krukvormig lichaam 82 door de lagers 92 en 9½ van een tweede as 96 welke onder een hoek α helt ten opzichte van de eerste as 87. Het lichaam 90 omvat een 10 draagas 98 waarop een paar conische lichamen 100 en 102 gelagerd zijn voor relatieve axiale beweging langs de tweede as 96 en voor beperkte rotatie ten opzichte van de as 98· De conische lichamen 100 en 102 liggen op enige afstand van elkaar op de as 98 met behulp van een systeem met kogels en hellingen, dat in zijn geheel aangeduid is 15 met 10^ en dat als functie heeft de conische lichamen 100 en 102 axiaal van elkaar af te duwen als reactie op de draaimoment-belasting op de transmissie. Het kogel-helling-systeem 104 is op zichzelf bekend uit de Amerikaanse octrooiaanvrage Ser. No. 5·6θ5·As will be apparent from the foregoing description, the precise shape of the transmission unit 20 as well as that of the operating type control unit 24 may differ significantly from that shown in Figures 2a and 2b. The transmission unit 20 79 0 65 2 to 10, however, is preferably of a type described in United States patent application 706,291. As such, the transmission comprises a frame, namely the central portion of the housing 5 ^ and a pair of transverse walls 80 and 81 in which a rotatable crank-shaped body 82 is supported by the bearings 8½ and 86 to rotate about a first or primary shaft 87 · A grooving or swinging body 90 is rotatably supported from the crank-shaped body 82 by the bearings 92 and 9½ of a second shaft 96 which is inclined at an angle α relative to the first shaft 87. The body 90 comprises a support shaft 98 on which a pair of conical bodies 100 and 102 are mounted for relative axial movement along the second shaft 96 and for limited rotation with respect to the axis 98 · The conical bodies 100 and 102 are spaced some distance apart on the axis 98 using a ball and ramp system, which is indicated in its entirety by 10 ^ and which Its function is to push the conical bodies 100 and 102 axially apart in response to the torque load on the transmission. The ball inclination system 104 is known per se from U.S. patent application Ser. No. 5 · 6θ5 ·

Hoewel de conische lichamen 100 en 102 relatieve rotatie 20 kunnen ondergaan op de ondersteunende as 98, worden zij tegengehouden tegen rotatie ten opzichte van de as 98 voor een gegeven belasting door een draaimoment op de transmissie als resultaat van het kogel-helling-systeem 10*f dat bevestigd of gekoppeld is om met de as 98 te roteren.While the conical bodies 100 and 102 can undergo relative rotation 20 on the supporting shaft 98, they are restrained against rotation relative to the shaft 98 for a given load by a torque on the transmission as a result of the ball inclination system 10 * f that is attached or coupled to rotate with the shaft 98.

25 De uitwendige oppervlakken van de conische lichamen 100 en 102 hebben een variabele straal R^ en zijn in rollend wrijvingscon-tact met de inwendige loopvlakken met een straal R^ op een stel ringen 106 en 108 welke tegen rotatie vastgehouden worden ten opzichte van het huis 5^ doch axiaal bewegen kunnen langs de eerste as 87 30 naar elkaar ;toe en van elkaar af ten opzichte van een punt S waarin zich de assen 87 en 96 snijden, enwel onder invloed van een elektrisch aangedreven stelschroef 1Θ9·The exterior surfaces of the conical bodies 100 and 102 have a variable radius R 1 and are in rolling frictional contact with the inner treads with a radius R 1 on a set of rings 106 and 108 held against rotation relative to the housing However, they can move axially along the first axis 87 30 towards and away from each other with respect to a point S at which the axes 87 and 96 intersect, under the influence of an electrically driven adjusting screw 1Θ9 ·

Wanneer het krukvormig lichaam 82 aangedreven wordt door een koppel vanaf de ingaande as 18 van de transmissie 20, zal het lichaam 35 90 nuteren om de as 87 waardoor het lichaam 90 gaat draaien en zo doende de as 98· De gecombineerde beweging van de as 98 wordt door een kegelwiel 110 rotatievast bevestigd op de as 98, via een tussen-wiel 112 (fig. 3) gelagerd in het krukvormig lichaam 82, overgebracht op een kegelwiel 11^ dat voor rotatie met de uitgaande as 22 ij.o met variabel toerental van de transmissie op de as 82. De relatieve 7906521When the crankshaft body 82 is driven by a torque from the input shaft 18 of the transmission 20, the body 35 will revolve around the shaft 87 causing the body 90 to rotate and thus the shaft 98 · The combined movement of the shaft 98 is fixed rotationally on the shaft 98 by a bevel gear 110, mounted via an intermediate wheel 112 (fig. 3) in the crank-shaped body 82, transferred to a bevel gear 11 which rotates with the output shaft 22 ij.o with variable speed of the transmission on the shaft 82. The relative 7906521

<r S<r S

11 beweging ran de wielen 110, 112 en 11½ is in fig. 3 weergegeven.11 movement of the wheels 110, 112 and 11½ is shown in Fig. 3.

Verder zijn de respectievelijke toerentallen van deze wielen verbonden door de navolgende vergelijking: J2-a=(°-P)./° = 0 5 In deze vergelijking is α het toerental waarmee de ingaande as van de transmissie roteert en daarmee tevens die van het krukvor-o mige lichaam 82; β is het toerental van het nnterende lichaam 90 om de as 96 ten opzichte van een vast referentiefreem; 3j is het toerental van de ringen 106 en 108 om de hartlijn 87» /° is de verhou-10 ding van de stralen van de uitwendige conische oppervlakken van de lichamen 100 en 102 of R^ ten opzichte van de stralen op de loopvlakken van de ringen 106 en 108 of S ( fi = R,/R ). Bij de speci- w 1 ow fieke afgebeelde transmissie, worden de ringen 106 en 108 tegen rotatie tegengehouden via het huis 5^, zodat u? =0. De algemene ver-13 gelijking kan zodoende vereenvoudigd worden tot: β = α (1 - 1//0.Furthermore, the respective speeds of these wheels are connected by the following equation: J2-a = (° -P) ./ ° = 0 5 In this equation, α is the speed at which the input shaft of the transmission rotates and therefore also that of the crank-shaped body 82; β is the speed of the inserting body 90 about axis 96 relative to a fixed reference frame; 3j is the rotational speed of the rings 106 and 108 about the axis 87 ° / 0 is the ratio of the radii of the external conical surfaces of the bodies 100 and 102 or Rl with respect to the radii on the treads of the rings 106 and 108 or S (fi = R, / R). In the specific illustrated transmission, the rings 106 and 108 are stopped from rotation through the housing 5 ^ so that you? = 0. The general equation can thus be simplified to: β = α (1 - 1 // 0.

Wanneer verder de verhouding van het aantal tanden op het tandwiel 110 gedeeld door het aantal tanden op het tandwiel 11½ ge- o lijk is aan k, dan is het toerental van de uitgaande as 22 (Θ) in verhouding tot k en |° en α gegeven door de vergelijking: 20 θ = α (1 - 1 / p ).Furthermore, if the ratio of the number of teeth on the gear 110 divided by the number of teeth on the gear 11½ is equal to k, then the speed of the output shaft is 22 (Θ) in relation to k and | ° and α given by the equation: 20 θ = α (1 - 1 / p).

Uit deze laatste vergelijking blijkt dat het uitgaande toerental o o (0) een omkering zal zijn van het ingaande toerental (α) wanneer de functie k//0 groter is dan 1; deze uitgaande rotatie zal gelijk aan nul zijn onafhankelijk van het ingaande toerental wanneer Is./P is 25 gelijk aan 1; en het uitgaande toerental zal hetzelfde teken hebben als het ingaande toerental wanneer k//5 kleiner is dan 1. Zoals opgemerkt zal worden uit de geometrische configuratie van de transmissie 20 in fig. 2a, zal de maximale numerieke waarde van de functie P of R. /R naderen tot de eenheid doch deze niet bereiken. De 30 minimale waarde van p , hoewel theoretisch onbeperkt, hangt af van de fysieke dimensies van de transmissie en kan in de praktijk lopen tot ongeveer een waarde van 0,½. De numerieke waarde voor k kan gekozen worden uit een relatief groot aantal numeriëeè waarden en als deze gelijk wordt aan de maximum waarde van P , bijvoorbeeld 0,88, 35 dan is het gebied van ingaande tot uitgaande toerentallen dat beschikbaar is in de transmissie 20, oneindig groot. Verder kan een omkering van de draairichting van de uitgaande as 22 ten opzichte van de ingaande as 18 bereikt worden met instelbare waarden voor welke welke gelijk is aan of welke uit komt boven of onder de nnme-if.Q rieke waarde voor k. De voorkeur wordt er aan gegeven dat de trans- 7906521 * * 12 missie zodanig ontworpen wordt met waarden voor k en/9 welke ten ,o minste een uitgaand toerental gelijk aan nul (Θ = 0) kan opleveren onafhankelijk van het toerental van de ingaande as (a).This last equation shows that the output speed o o (0) will be a reversal of the input speed (α) when the function k // 0 is greater than 1; this output rotation will be zero regardless of the input speed when Is./P is equal to 1; and the output speed will have the same sign as the input speed when k // 5 is less than 1. As will be noted from the geometric configuration of the transmission 20 in Fig. 2a, the maximum numerical value of the function P or R . / R approach the unit but do not reach it. The minimum value of p, although theoretically unlimited, depends on the physical dimensions of the transmission and can in practice run to about a value of 0.5. The numerical value for k can be selected from a relatively large number of numerical values and if it becomes equal to the maximum value of P, for example 0.88, 35 then the range of input to output speeds available in the transmission is 20, infinitely large. Furthermore, a reversal of the direction of rotation of the output shaft 22 with respect to the input shaft 18 can be achieved with adjustable values for those which are equal to or above or below the unm-if.Q rical value for k. Preference is given to the transmission being designed with values for k and / 9 which can yield at least one output speed equal to zero (Θ = 0) regardless of the input speed. axis (a).

Hoewel de speciale constructie, zoals aangegeven, van de 5 transmissie 20 kan verschillen van die welke afgebeeld is in fig.Although the special construction of the transmission 20, as indicated, may differ from that shown in FIG.

2a, zonder af te wijken buiten het kader van de uitvinding, verschaft de afgebeelde constructie een aantal voordelen welke bijdragen aan de integriteit en de kwaliteit van de werking van het gehele systeem. De bijzondere transmissie bijvoorbeeld, zoals afgebeeld, 10 verschaft een wijd gebied van continu variabele overbrengverhou-dingen en is in staat vermogen over te brengen boven dat geleverd door bekende automobielmotoren met hoog nuttig effect. De lagers 84 en 86 waarop het krukvormig lichaam 82 draaibaar ondersteund is, draagt ook het vliegwiel 16 en verschaft een belangrijke momentarm 15 waardoor precessie-krachten afkomstig van het vliegwiel 16 beheerst kunnen worden. Verder draait het krukvormig lichaam 82 rechtstreeks met het vliegwiel 16 en.vertegenwoordigt daardoor zelf al een opslagcapaciteit voor kinetische energie welke een bijdrage vormt bij die van het vliegwiel 16. Zoals eerder gezegd, maakt de flexibili-20 teit wat betreft de relatieve afmetingen van de tandwielen 110, 112 en 114 of hun equivalenten, variatie mogelijk in het systeemontwerp, inclusief een mogelijk weglaten van de regeleenheid 24 voor het be-drijfstype. Dit is mogelijk omdat de transmissie 20 in staat is zodanig ontworpen te worden dat hij vooruit, neutraal en achteruit 25 bedrijfstypen kan leveren.2a, without departing from the scope of the invention, the illustrated construction provides a number of advantages that contribute to the integrity and quality of operation of the entire system. For example, the particular transmission, as illustrated, provides a wide range of continuously variable transmission ratios and is capable of transmitting power beyond that provided by known high efficiency automotive engines. The bearings 84 and 86 on which the crank-shaped body 82 is rotatably supported also carries the flywheel 16 and provides an important torque arm 15 through which precession forces from the flywheel 16 can be controlled. Furthermore, the crank-shaped body 82 rotates directly with the flywheel 16 and therefore already represents a kinetic energy storage capacity which is a contribution to that of the flywheel 16. As mentioned before, the flexibility in terms of the relative dimensions of the gears 110, 112 and 114, or their equivalents, allow for variation in system design, including possible omission of the operating type control unit 24. This is possible because the transmission 20 is capable of being designed to deliver forward, neutral and reverse 25 operating modes.

Terwijl de regeleenheid voor het bedrijfstype beschouwd kan worden als een extra component afhankelijk van het specifieke ontwerp van de transmissie-eenheid 20, is het opnemen ervan in een hybrid systeem volgens de uitvinding een voordeel en daarom wordt 30 er als zodanig een voorkeur aangegeven· In het bijzonder maakt de regeleenheid 24 voor het bedrijfstype een ontwerp mogelijk van de transmissie-eenheid 20 dat een wijd gebied van oneindig of continu variabele ingaande ten opzichte van de uitgaande toerentalverhoudingen; het maakt een complete ontkoppeling van het vliegwiel 16 35 mogelijk zowel als van de motor 10 van de de belasting aandrijvende as 26; en verder maakt het een direkte koppeling van de uitgaande motoras 12 mogelijk met de de last rechtstreeks aandrijvende as 26. De structurele organisatie waarmee deze eigenschappen verkregen worden kunnen blijken door verwijzing naar fig. 2b.While the business type control unit can be considered as an additional component depending on the specific design of the transmission unit 20, its inclusion in a hybrid system according to the invention is an advantage and therefore a preference is indicated as such · In in particular, the business type control unit 24 permits a design of the transmission unit 20 that has a wide range of infinitely or continuously variable in relation to the output speed ratios; it allows complete decoupling of the flywheel 16 35 as well as of the motor 10 of the load driving shaft 26; and further allows direct coupling of the output motor shaft 12 with the load directly driving shaft 26. The structural organization with which these properties are obtained can be seen by referring to Fig. 2b.

46 In deze fig. 2b is te zien dat de uitgaande as 22 met va- 7906521 13 riabel toerental vanuit de transmissie-eenheid 20 een buisvormige as is waarop een zonnewiel 116 draaivast is bevestigd of op andere wijze is gekoppeld voor rechtstreekse rotatie met de as 22· Het zonnewiel 116 is in ingrijping met een of meer en bij voorkeur drie 5 planeten 118 welke kunnen draaien om de assen 120 welke gedragen worden door een stel onderling verbonden planeetdragerringen 122 en 12½ welke draaibaar gelagerd zijn op de uitgaande as 22 met het variabele toerental* Bij de beschreven uitvoeringsvorm, zijn de planeten 118 dubbele planeten welke zich uitstrekken in ingrijping tus-10 sen het zonnewiel 116 en een ringwiel 126, Het ringwiel 126 is voor rechtstreekse rotatie met een spineenheid 128 bevestigd welke op zijn beurt gekoppeld is voor rechtstreekse rotatie met de aandrijvende uitgaande as 26.46 In Fig. 2b, it can be seen that the variable speed output shaft 22 from the transmission unit 20 from the transmission unit 20 is a tubular shaft to which a sun gear 116 is rotatably mounted or otherwise coupled for direct rotation with the shaft. 22 · The sun gear 116 meshes with one or more and preferably three planets 118 which rotate about the axes 120 which are carried by a pair of interconnected planetary carrier rings 122 and 12½ rotatably mounted on the output shaft 22 with the variable rotational speed * In the described embodiment, the planets 118 are double planets which extend into engagement between the sun gear 116 and a ring gear 126. The ring gear 126 is mounted for direct rotation with a spinning unit 128 which in turn is coupled for direct rotation rotation with the driving output shaft 26.

Zoals blijkt uit de vergelijkingen voor de toerenverhouding 15 zoals boven weergegeven, wordt het wijdste gebied van toerentalver-houdingen in de transmissie-eenheid 20 verkregen wanneer de draairichting van de uitgaande as 20 met variabel toerental tegengesteld is aan die van de ingaande as 18. Om een direkte koppeling van de ingaande as 18 met de rechtstreeks aandrijvende as 26 te vergemakke-20 lijken, wordt er de voorkeur aangegeven dat in een "vooruit" bedrijfstype, aandrijving tussen de uitgaande as 22 met variabele toerental en de rechtstreeks aandrijvende as 26 een omkering van de draairichting van deze twee assen bewerkstelligt. Om dit bedrijfs-type te verschaffen is daarom een koppeling C1 aanwezig waarmee de 25 ringen 122 en de planeetdrager 12½ tegen rotatie geblokkeerd zijn. Aldus wordt vermogen doorgeleid vanaf het zonnewiel 116 en de uitgaande as 22 door de planeetwielen 118 naar het ringwiel 126 en de spin 128 naar de rechtstreeks aandrijvende as 26* Om een omkering van het bedrijfstype te verkrijgen, wordt de koppeling C1 vrij ge-30 zet en de koppeling 02 ingeschakeld om het geheel van het zonnewiel de planeetdragerringen 122 en 12ή·, de planeetwielen 118 en het zonnewiel 116 als eenheid aan elkaar te blokkeren. In dit bedrijfstype zal de aandrijvende as 26 rechtsstreeks aangedreven, worden door de uitgaande as 22 met het variabele toerental. Een derde koppeling 03 35 is aanwezig om een rechtstreekse aandrijving te verkrijgen.As can be seen from the equations for the speed ratio 15 as shown above, the widest range of speed ratios in the transmission unit 20 is obtained when the direction of rotation of the output shaft 20 of variable speed is opposite to that of the input shaft 18. To facilitate a direct coupling of the input shaft 18 to the direct drive shaft 26, it is preferred that in a "forward" operating mode, drive between the variable speed output shaft 22 and the direct drive shaft 26 be reversed. direction of rotation of these two shafts. Therefore, in order to provide this operating type, a coupling C1 is present with which the rings 122 and the planet carrier 12½ are locked against rotation. Thus, power is transmitted from the sun gear 116 and the output shaft 22 through the planetary wheels 118 to the ring gear 126 and the spin 128 to the direct drive shaft 26 * To obtain a reversal of the operating type, the clutch C1 is released and the clutch 02 engaged to block the entirety of the sun wheel, the planet carrier rings 122 and 12, the planet wheels 118, and the sun wheel 116 together. In this mode of operation, the driving shaft 26 will be driven directly by the variable speed output shaft 22. A third clutch 03 35 is provided to provide a direct drive.

In dit opzicht kan opgemerkt worden dat de as 30 welke loopt door de holle uitgaande as 22 met variabel toerental, met spieën of op een andere wijze draaivast bevestigd is met het krukvormig lichaam 82 van de transmissieëenheid 20 (fig. 2a) en loopt tussen het li-40 chaam 82 en een uitwaaierende plaat 130. De plaat 130 is op uit- 7906521In this regard, it may be noted that the shaft 30 passing through the variable speed hollow output shaft 22 is keyed or otherwise rotatably mounted with the crank body 82 of the transmission unit 20 (Fig. 2a) and runs between the Body 82 and a flared plate 130. Plate 130 is on 7906521

/ V/ V

14 schakelbare wijze koppelbaar met de koppeling CJ aan de spineenheid 128 zodat, wanneer de koppeling C3 ingeschakeld is, een directe koppel-doorleidende keten ontstaat tussen de ingaande as 18 van de transmissie-eenheid en de rechtstreeks aandrijvende as 26.14 can be coupled in a switchable manner to the coupling CJ to the spinning unit 128 so that, when the coupling C3 is switched on, a direct coupling pass-through circuit is created between the input shaft 18 of the transmission unit and the direct driving shaft 26.

5 Een neutrale stand van de regeleenheid 24 voor het bewegings type is aanwezig door eenvoudigweg de drie koppelingen C1, C2 en C3 in de vrije stand te plaatsen. Opgemerkt kan worden dat de koppelingen C1, C2 en C3 afwisselend inschakelbaar zijn in die zin dat slechts een van de drie koppelingen ingeschakeld is terwijl de an-10 dere twee uitgeschakeld zijn om daarmee de verschillende beschreven bewegingstypen te verkrijgen.A neutral position of the motion type control unit 24 is provided by simply placing the three clutches C1, C2 and C3 in the neutral position. It should be noted that the clutches C1, C2 and C3 are alternately engageable in that only one of the three clutches is engaged while the other two are disabled to obtain the different types of motion described.

In bedrijf van het hybride aandrijfsysteem volgens de fig. 1, 2 en 3 en in de veronderstelling dat alle onderdelen stil staan, zal de regeleenheid 24 voor het bewegingstype in een neutrale stand 15 zijn en de koppeling zal ingeschakeld zijn door de drukveren 69.In operation of the hybrid drive system of Figures 1, 2 and 3 and assuming that all parts are stationary, the motion type control unit 24 will be in a neutral position 15 and the clutch will be engaged by the compression springs 69.

De motor 10 wordt op de gebruikelijke manier gestart door bediening van de hoofdschakelaar 46, het sluiten van de ontstekingsschakelaar 42 en bekrachtiging van een niet weergegeven elektrische startmotor welke inwerkt op het vliegwiel 16. Rotatie van het vliegwiel zal de 20 motor 10 doen draaien om hem zodoende op de gebruikelijke wijze op gang te brengen. Opgemerkt kan warden dat in dit stadium van bedrijf het vliegwiel 16 op dezelfde manier functioneert als een normaal krukas-vliegwiel. Versnelling van het voertuig of van een andere belasting welke aangedreven moet worden door het systeem wordt ver-25 kregen door het indrukken van het gaspedaal 50 waardoor, via besturing door de computer 42, de regeleenheid voor het bewegingstype ingesteld zal worden opdat de koppeling 01 ingeschakeld wordt en tegelijkertijd het toerental geregeld wordt van de motor door besturing van de smoorklep 38 en het instellen van de overbrengverhouding van 30 de variabele transmissie-eenheid 20 om de rechtstreeks aandrijvende as 26 en de aangedreven wielen 28 te versnellen. Wat dit betreft kan opgemerkt worden, dat, terwijl de continu variabele transmissie in- * gesteld kan zijn op dezelfde manier als een bekende automobieltrans-missie om toerental en koppel als componenten van het gevraagde ver-35 mogen voor een gegeven mate van versnelling aan elkaar te relateren, zal deze dit des te efficiënter doen tengevolge vande continu of oneindig variabele overbrengverhouding welke beschikbaar is in de transmissie-eenheid 20. Dientengevolge kan de brandstoftoevoer aan de motor 10 en de transmissie-eenheid 20 zodanig ingesteld worden 40 dat de motor steeds werkt metvminimaal brandstofverbruik. De voort- 7906521 15 stuwing van liet voertuig bij constant lage of matige snelheden welke vragen om levering van vermogen door de motor 10, zal op dezelfde manier plaatsvinden» Er kan echter op gewezen worden dat onder alle omstandigheden gedurende het opwekken van vermogen door de motor 10, 5 de koppeling 14 ingeschakeld zal zijn om het vliegwiel 16 te koppelen aan de krukas 34 van de motor 10.The engine 10 is started in the usual manner by operating the main switch 46, closing the ignition switch 42 and energizing an electric starter motor (not shown) which acts on the flywheel 16. Rotation of the flywheel will cause the engine 10 to rotate around it. in this way in the usual way. It can be noted that at this stage of operation, the flywheel 16 functions in the same manner as a normal crankshaft flywheel. Acceleration of the vehicle or any other load which must be driven by the system is achieved by depressing the accelerator pedal 50 whereby, through control by the computer 42, the motion type control unit will be set for clutch 01 to be engaged and at the same time the speed of the engine is controlled by controlling the throttle valve 38 and setting the transmission ratio of the variable transmission unit 20 to accelerate the direct drive shaft 26 and the driven wheels 28. In this regard, it may be noted that while the continuously variable transmission may be set in the same manner as a known automobile transmission to speed and torque as components of the requested power for a given degree of acceleration to each other. it will do so all the more efficiently due to the continuously or infinitely variable transmission ratio available in the transmission unit 20. As a result, the fuel supply to the engine 10 and the transmission unit 20 can be adjusted 40 to keep the engine running at all times with minimum fuel consumption. The propulsion of the vehicle at consistently low or moderate speeds which require power delivery from the engine 10 will take place in the same manner. However, it may be noted that under all conditions during power generation by the engine 10, 5 the clutch 14 will be engaged to couple the flywheel 16 to the crankshaft 34 of the engine 10.

Vertraging van het voertuig of van de last kan optreden met of zonder regeneratief remmen of opslag van kinetische energie in het vliegwiel 16 en in componenten van de variabele transmissie 20 10 welke er mee samen roteren. Wanneer verondersteld wordt dat het vliegwiel 16 roteert met minder dan zijn maximum toegestane toerental en dat het gewenst is om het voertuig te vertragen met een grotere vertraging dan op zou treden bij eenvoudig uit laten rollen, zou het rempedaal ingetrapt moeten worden waardoor de koppeling 14 het-15 zij gedeeltelijk of volledig uitgeschakeld wordt en de variabele transmissie-eenheid 20 omlaag geschakeld. Onder deze’omstandigheden zou de energie uit de bewegingstraagheid van het voertuig geabsorbeerd of opgeslagen worden door het toenemende toerental van het vliegwiel 16. Vermogen leverend bedrijf door de motor zal beëindigd 20 worden gedurende een dergelijke vertraging door het openen van de ontstekingsschakelaar 42 en het sluiten van de klep 40 zolang als het toerental van het vliegwiel 16 blijft boven het toerental dat een zekere hoeveelheid opgeslagen kinetische energie vertegenwoordigt welke nodig is om de motor opnieuw te starten door het opnieuw 25 inschakelen van de koppeling 14 en het omkeren van de stand van de ontstekingsschakelaar 42 en van de brandstoftoevoerklep 40.Vehicle or load deceleration can occur with or without regenerative braking or storage of kinetic energy in the flywheel 16 and components of the variable transmission 20 10 rotating therewith. When the flywheel 16 is supposed to rotate at less than its maximum permitted speed and it is desired to slow the vehicle with a greater deceleration than would occur with simple rolling out, the brake pedal would have to be depressed, causing the clutch 14 to -15 it is partially or completely turned off and the variable transmission unit 20 is downshifted. Under these conditions, the energy from the inertia of motion of the vehicle would be absorbed or stored by the increasing speed of the flywheel 16. Power supply operation by the engine will be terminated during such a delay by opening the ignition switch 42 and closing valve 40 as long as the speed of the flywheel 16 remains above the speed representing a certain amount of stored kinetic energy needed to restart the engine by re-engaging clutch 14 and reversing the position of the ignition switch 42 and fuel supply valve 40.

Energie welke opgeslagen is in het vliegwiel kan het vermogen verhogen dat geleverd wordt door de motor afhankelijk van de mate van versnellingsvermoga. dat geleverd wordt aan de belasting 30 zoals dit bestuurd wordt door de instelstand van het gaspedaal 52 en het percentage van dat vermogen dat beschikbaar is als kinetische energie in het vliegwiel 16. Wanneer het vliegwiel bijvoorbeeld draait met toerentallen boven het toerental van de motor en er gevraagd wordt om vermogen voor het versnellen van het voertuig, zal 35 het vermogen nodig voor het versnellen geleverd worden door het vliegwiel 16 via de variabele transmissie-eenheid 20 totdat het vliegwiel in toerental afneemt tot een toerental dat ook weer gelijk is aan dat van de motor waarbij de motor 10 dat vermogen zal levs ren dat gevraagd wordt door de momentane stand van het gaspedaal 52.Energy stored in the flywheel can increase the power delivered by the engine depending on the degree of acceleration. which is supplied to the load 30 as controlled by the setting of the accelerator pedal 52 and the percentage of that power available as kinetic energy in the flywheel 16. For example, when the flywheel rotates at engine speed above the engine speed and When power is requested to accelerate the vehicle, the power required for acceleration will be provided by the flywheel 16 via the variable transmission unit 20 until the flywheel decreases in speed to a speed which is also equal to that of the motor where the motor 10 will provide the power required by the instantaneous position of the accelerator pedal 52.

40 Wanneer de beschikbare energie in het vliegwiel een groot percentage 7906521 16 vertegenwoordigt van het vermogen dat gevraagd wordt voor het versnellen, kan het motortoerental dat nodig is om dat versnellings-vermogen te leveren gelijk zijn aan of slechts een weinig liggen boven het vrij loop to erental. Iifflit geval zal bedrijf van de motor 5 met brandstoftoevoer slechts op gang gebracht behoeven te worden wanneer het toerental van het vliegwiel gedaald zou zijn tot het vrijlooptoerental van de motor. Wanneer aan de andere kant, vermogen voor maximale versnelling gevraagd wordt op een moment waarop het vliegwiel draait met zijn maximaal toelaatbare toerental en ook wanneer de motor stilstaat, zal werking van het systeem met zich meebrengen dat de brandstoftoevoerklep 40 geopend zou worden om bedrijf met brandstoftoevoer van de motor 10 te herstellen. In dit geval zou het vermogen dat aan de last toegevoerd wordt geleverd worden door zowel het vliegwiel 16 als door de motor 10. In het 15 bijzonder zal de koppeling 14 zodanig ingeregeld worden in de richting van een stand van volledige inschakeling gedurende de perioden van een dergelijke maximale versnelling. Op dat moment of gedurende die periode zal de variabele transmis ie 20 ingeregeld worden naar het hogere toerenverhouding tussen uitgang en ingang. De kinetische 20 energie opgeslagen in het vliegwiel kan afgevoerd worden als vermogen, hetzij naar de last door de variabele transmissie 20, naar de motor 20 via de koppeling 14 en zodoende de tijd verminderen welke nodig is om de motor op die toerentallen te bmngen dat hij het volle vermogen zou kunnen leveren, hetzij het vliegwielvermogen ian 25 doorgeleid worden naar zowel de belasting als de motor. De precieze verdeling van vliegwielvermogen op elk willekeurig ogenblik van maximale versnelling kan geoptimaliseerd worden door geregelde instelling van de koppeling 14 en van de continu variabele transmissie-eenheid 20. In elk geval zal het vliegwieltoerental afnemen terwijl 30 het motortoerental zal toenemen tot een punt waarbij het toerental van de motor en van het vliegwiel gelijk zijn. Vervolgens zal voortgezette vraag naar vermogen voor maximale versnelling uitsluitend * opgewekt moeten worden door de motor 10.Het blijkt aldus dat vermogen voor het versnellen van een voertuig of van een traagheidslast 35 in het algemeen, een combinatie kan zijn van de energie welke opgehoopt is in het vliegwiel 16 en van vermogen dat opgewekt wordt door een motor 10.40 When the available energy in the flywheel represents a large percentage of the power demanded for acceleration 7906521 16, the engine speed required to provide that acceleration power may be equal to or only slightly above the idle speed. honor. In any case, operation of the fuel-powered engine 5 need only be initiated when the flywheel speed would have decreased to the engine idle speed. On the other hand, when power is requested for maximum acceleration at a time when the flywheel is spinning at its maximum allowable speed and also when the engine is stationary, operation of the system will cause the fuel supply valve 40 to be opened to operate with fuel supply of the motor 10. In this case, the power supplied to the load would be supplied by both the flywheel 16 and the engine 10. In particular, the clutch 14 will be adjusted in the direction of a full engagement position during the periods of a such maximum acceleration. At that time or during that period, the variable transmission 20 will be adjusted to the higher speed ratio between output and input. The kinetic 20 energy stored in the flywheel can be dissipated as power, either to the load by the variable transmission 20, to the engine 20 via the clutch 14, thereby reducing the time required to maintain the engine at those speeds could provide full power, either the flywheel power ian 25 be passed to both the load and the engine. The precise distribution of flywheel power at any time of maximum acceleration can be optimized by regularly adjusting the clutch 14 and the continuously variable transmission unit 20. In any case, the flywheel speed will decrease while the engine speed will increase to a point where the engine speed and flywheel are the same. Subsequently, continued demand for maximum acceleration power will only * have to be generated by the engine 10. It thus appears that power for accelerating a vehicle or an inertial load 35 in general may be a combination of the energy accumulated in the flywheel 16 and of power generated by a motor 10.

Wanneer het gewenst is om de motor 10 te gebruiken om de traagheidsmassa bijvoorbeeld bestaande uit een automobiel, te ver-40 tragen, kan de brandstoftoevoerklep 40 weer afgezet worden en de 7906521 r » 17 koppeling 14 volledig ingeschakeld om de motor te koppelen aan de wielen 28. Eveneens kan de smoorklep 38 van de motor gesloten worden om het pompvermogen door de motor te maximaliseren en de variabele transmissie kan omlaag geschakeld worden of op een andere ma-5 nier ingesteld om de gewenste mate van remmen door de motor te verkrijgen.When it is desired to use the engine 10 to slow down the inertia mass, for example, consisting of an automobile, the fuel supply valve 40 can be turned off and the 7906521 r »17 clutch 14 fully engaged to couple the engine to the wheels. 28. Likewise, the throttle valve 38 of the engine can be closed to maximize pump power through the engine and the variable transmission can be downshifted or adjusted in another way to achieve the desired degree of engine braking.

Onder bedrijfseondities waarbij het voertuig of de belasting aangedreven moet worden met relatief constante toerentallen welke een continue levering van vermogen vraagt door de motor 10, zoals 10 in snelverkeer op hoofdwegen in het geval van automobielen, wordt de regeleenheid voor het bewegingstype geschakeld naar de stand voor rechtstreekse aandrijving door inschakeling van de koppeling 03 en uitschakeling van de koppelingen 01 en G2. In deze bedrijfs-condities, zal de aandrijfas 12 van de motor rechtstreeks gekoppeld 15 worden aan de de belasting rechtstreeks aandrijvende as 26 met het resultaat dat de variabele transmissie-eenheid 20 slechts zal leeglopen zonder koppel door te leiden tussen de aandrijvende componenten daarvan. Terwijl de oppervlakken van de kegelvormige lichamen 100 en 102 in contact kunnen zijn met de loopvlakken op de 20 ringen 106 en 108, zal de afwezigheid van een koppelbelasting elke normale kracht uitsluiten welke deze componenten zou belasten.Under operating conditions where the vehicle or load is to be driven at relatively constant speeds requiring a continuous supply of power by the engine 10, such as 10 in highways on highways in the case of automobiles, the motion type control unit is switched to the position for direct drive by engaging clutch 03 and disengaging clutches 01 and G2. In these operating conditions, the motor drive shaft 12 will be directly coupled to the load direct drive shaft 26 with the result that the variable transmission unit 20 will only idle without passing torque between its driving components. While the surfaces of the conical bodies 100 and 102 may be in contact with the treads on the rings 106 and 108, the absence of a torque load will preclude any normal force that would load these components.

Eveneens kan overwogen worden dat deze oppervlakken teruggetrokken zouden worden uit aanraking met elkaar onder deze condities van geen belasting.It can also be considered that these surfaces would be withdrawn from contact with each other under these no load conditions.

25 Gedurende het bewegingstype "directe aandrijving" werkt het systeem derhalve als een gebruikelijk aandrijfsysteem voor automobielen waarbij het vliegwiel 16 en de daarmee tezamen draaiende componenten slechts werken op de manier van een gebruikelijk krukasvliegwiel. De mogelijkheid van het schakelen naar een directe aan-30 drijving is beschikbaar gekomen dankzij de regeleenheid 24 voor het bewegingstype en verschaft de mogelijkheid dat er hogere totale nuttig effecten met het systeem bereikt worden dan met een systeem dat gebruik maakt van een geschikt ontworpen variabele transmissie-eenheid alleen. Het is bijvoorbeeld bekend dat het brandstofverbruik 35 van een gebruikelijke aandrijfketen voor een automobiel bij. rechtstreekse aandrijving bij continue relatief hoge toerentallen en snelheden betrekkelijk goed is. In de stand voor directe aandrijving volgens de uitvinding, blijven dergelijke bestaande condities behouden zonder verlies aan nuttig effect van het systeem tengevol-40 ge van de verliezen in de transmissie-eenheid 20.Thus, during the "direct drive" type of movement, the system operates as a conventional automobile drive system in which the flywheel 16 and the components rotating therewith operate only in the manner of a conventional crankshaft flywheel. The possibility of shifting to a direct drive has become available thanks to the motion type control unit 24 and provides the possibility of achieving higher overall useful effects with the system than with a system using a suitably designed variable transmission unit only. For example, it is known that the fuel consumption of a conventional automotive drive chain is at. direct drive at continuous relatively high speeds and speeds is relatively good. In the direct drive mode of the present invention, such existing conditions are maintained without loss of system efficiency due to the losses in the transmission unit 20.

7906521 187906521 18

Het zal eveneens duidelijk zijn dat, alwaar de eenheid 20 ontworpen is voor een gebied van overbrengverhoudingen tot 1 ; 1, een koppeling naar keuze van de rechtstreeks de last aandrijvende as 26 met de uitgaande as 22 met variabele toerental en de direct aandrij-5 vende as 30, synchroon kan zijn zonder energieverliezen na het inschakelen van de koppeling C3. De karakteristieken van de continu variabele transmissie-eenheid 20 echter zijn zodanig dat zijn nuttig effect in bedrijf toeneemt tot een maximum nabij het hoge einde van het gebied van overbrengverhoudingen tussen ingang en uitgang. De 10 regeleenheid voor het bewegingstype en in het bijzonder de koppeling 03, maakt daarom een ontwerp van de variabele transmissie mogelijk met een gebied voor de overbrengverhouding welke zich uitstrekt van 0 tot minder dan 1:1 waardoor een hoger nuttig effect van de variabele overbrenging verkregen wordt wanneer de eenheid 20 nodig is 15 voor intermitterend- of stadsverkeer, waarbij de energie accumulerende capaciteit van het vliegwiel belangrijk is om brandstofverbruik te verlagen. Daarom wordt overwogen dat schakelen van de koppeling van de rechtstreeks de last aandrijvende as 26 tussen de uitgaande as 22 met het variabele toerental en de direct aandrijvende 20 as 30 niet-synchroon zou kunnen zijn. Dat wil zeggen, met het slippen van de koppeling C3 en een corresponderend verlies aan energie welke m inder is dan die welke gewonnen wordt door het toegenomen nuttig effect in bedrijf van de variabele eenheid 20. Het zal daarom duidelijk zijn dat de regeleenheid 24 voor het bewegingstype aan-25 zienlijk bijdraagt aan de flexibiliteit van het ontwerp in het gehele systeem.It will also be understood that where unit 20 is designed for a range of transmission ratios up to 1; 1, a selection of the directly driving the load driving shaft 26 with the variable speed output shaft 22 and the direct driving shaft 30, can be synchronous without energy losses after the coupling C3 is engaged. However, the characteristics of the continuously variable transmission unit 20 are such that its operating efficiency increases to a maximum near the high end of the input / output transmission ratio range. The motion type control unit, and in particular the clutch 03, therefore permits a variable transmission design with a transmission ratio range ranging from 0 to less than 1: 1 thereby obtaining a higher efficiency of the variable transmission becomes when unit 20 is required 15 for intermittent or city traffic, where the flywheel's energy-accumulating capacity is important to reduce fuel consumption. Therefore, it is contemplated that switching the clutch of the direct drive shaft 26 between the variable speed output shaft 22 and the direct drive shaft 30 could be out of sync. That is, with the slip of the clutch C3 and a corresponding loss of energy less than that gained by the increased operational efficiency of the variable unit 20. It will therefore be appreciated that the control unit 24 for the movement type contributes significantly to the flexibility of the design throughout the system.

Om een meer compleet begrip van het hybride systeem volgens de fig. 1, 2 en 3 te verkrijgen bij stadsverkeer, wordt naar fig.4 verwezen waarin krommen afgezet zijn waarin berekende kwantitatieve 30 waarden van acht parameters afgezet zijn tegen de tijd in seconden. De krommen weergegeven in fig. 4 werden berekend met behulp van een computer die een passagiersautomobiel simuleerde voorzien van het hybride aandrijfsysteem volges de fig. 1, 2 en 3 en met de volgende specificatie : • 35 gewicht van het voertuig : 1310 kg 1450 kg (geladen) motor : 2,1 liter met brandstof- injectie 4 cilinders in lijn 100 pk bij 5250 pm 40 compressieverhouding 8,5:1 7906521 19 achteras-reductie ι 3>73*1 maximum nuttig effect van variabele overbrenging : 91 % gecombineerde traagheid van vliegwiel en ermee 2 5 verbonden roterende delen : 0,704 kg/in uitlaatsysteem : teruggekoppeld lambda-sonde, drievoudige katalytische naverbrander.To obtain a more complete understanding of the hybrid system of Figures 1, 2 and 3 in urban traffic, reference is made to Figure 4 which plots curves in which calculated quantitative values of eight parameters are plotted against time in seconds. The curves shown in Figure 4 were calculated using a computer that simulated a passenger car equipped with the hybrid propulsion system according to Figures 1, 2 and 3 and with the following specification: • Vehicle weight: 1310 kg 1450 kg ( loaded) engine: 2.1 liters with fuel injection 4 cylinders in-line 100 hp at 5250 pm 40 compression ratio 8.5: 1 7906521 19 rear axle reduction ι 3> 73 * 1 maximum efficiency of variable transmission: 91% combined inertia of flywheel and rotating parts connected to it: 0.704 kg / in exhaust system: feedback lambda probe, triple catalytic afterburner.

Onder verwijzing naar de krommen A - H van fig. 4> toont kromme A grafisch een deel van een standaard cyclus van stadsver-10 keer. Kromme B is het resultaat van het afzetten als ordinaat-waarden van de energie in joule benodigd bij de aandrijfwielen om de massa van het voertuig te versnellen tegen zijn aerodynamische en rolweerstand tot de snelheid van kromme A behorende bij hetzelfde moment op de tijdschaal. Negatieve waarden op de kromme B wijzen op 15 terugwinbare energie gedurende het vertragen.Referring to curves A - H of FIG. 4, curve A graphically shows part of a standard cycle of urban times. Curve B is the result of plotting as ordinate values of the energy in joules required at the drive wheels to accelerate the vehicle's mass against its aerodynamic and rolling resistance to the speed of curve A associated with the same time on the time scale. Negative values on curve B indicate recoverable energy during deceleration.

Kromme C is het gedeelte van de wiel-energie in pk welke door de motor geleverd moet worden. Kromme D toont de energie in joule welke geleverd kan worden door het vliegwiel en de daarmee direct gekoppelde roterende delen. Zoals boven gezegd, wordt bij het op-20 nieuw versnellen van het voertuig vanuit stilstand, eerst energie onttrokken uit deze bron terwijl het eventueel nog verder benodigde verschil om te komen tot de wiel-energie, geleverd wordt door de motor.Curve C is the part of the wheel energy in horsepower that must be supplied by the engine. Curve D shows the energy in joules which can be supplied by the flywheel and the rotating parts directly coupled to it. As mentioned above, when the vehicle is accelerated again from a standstill, energy is first drawn from this source, while any further difference required to arrive at the wheel energy is supplied by the engine.

De krommen E en ï illustreren respectievelijk of de motor 25 afgezet is of loopt en, indien hij loopt, het toerental van de motor. Het toerental van het vliegwiel wordt gegeven door de kromme G en de overbrengverhouding uitgedrukt als uitgaand t ingaand toerental is weergegeven door de kromme H.Curves E and I illustrate whether the motor 25 is turned off or running and, if it is running, the speed of the motor. The flywheel speed is given by the curve G and the transmission ratio expressed as the outgoing t input speed is shown by the curve H.

De krommen van fig. 4 werden ontwikkeld door simulatie op een 30 computer van het boven beschreven voertuig. Hoewel dit niet weergegeven is in fig.4> resulteert dezelfde computersimulatie in een verminderd brandstofverbruik van 12,45 liter per 1.00 km tot 7>35 liter per 100 km en met lagere emissiewaarden, namelijk Ν0χ : 0,06, CO : 0,53 en HC ï 0,09· Hoewel erkend wordt dat resultaten in de 35 harde praktijk wat minder gunstig zullen zijn dan deze theoretische resultaten, tengevolge van bepaalde factoren welke bij een computersimulatie niet in aanmerking genomen kunnen worden, zijn de theore-tisch potentieel aanwezige voordelen zo belangrijk dat geideli-jke resultaten welke aanmerkelijk ongunstiger zouden uitvallen dan deze 7906521 t 20 theoretische resultaten, niettemin een belangrijke verbetering van het brandstofverbruik zouden betekenen.The curves of Fig. 4 were developed by computer simulation of the vehicle described above. Although not shown in figure 4>, the same computer simulation results in reduced fuel consumption from 12.45 liters per 1.00 km to 7> 35 liters per 100 km and with lower emission values, namely Ν0χ: 0.06, CO: 0.53 and HC0.09 · While it is recognized that hard practice results will be somewhat less favorable than these theoretical results, due to certain factors that cannot be taken into account in a computer simulation, the theoretical potential benefits are so important that such results, which would be significantly less favorable than these theoretical results, would nevertheless represent a significant improvement in fuel consumption.

De betekenis van de koppeling 14 wat betreft zijn plaatsing en functie in het systeem zal onderstaand nader worden toegelicht.The significance of the coupling 14 in terms of its placement and function in the system will be explained in more detail below.

5 Allereerst moet opgemerkt worden dat te allen tijde, wanneer de motor 10 gebruikt wordt voor zijn primaire doel, namelijk het leveren van vermogen voor het aandrijven van de last, of onder bepaalde omstandigheden voor het absorberen van een traagheidsmoment, de koppeling 14 ingeschakeld is om een directe koppeling te ver-10 schaffen van de krukas van de motor 34 niet het vliegwiel 16 en de ingaande as 18 van de variabele transmissie-eenheid 20. Vanneer een dergelijke koppeling bestaat draait het vliegwiel 16 met hetzelfde toerental als de krukas 34 en werkt in alle opzichten als een normaal krukas-vliegwiel.First, it should be noted that when the motor 10 is used for its primary purpose, which is to provide power for driving the load, or under certain conditions for absorbing a moment of inertia, the clutch 14 is engaged to to provide a direct coupling of the crankshaft of the engine 34 not to the flywheel 16 and the input shaft 18 of the variable transmission unit 20. When such a coupling exists, the flywheel 16 rotates at the same speed as the crankshaft 34 and operates like a normal crankshaft flywheel in every way.

15 In de tweede plaabs zal instelling van de koppeling 14 in een toestand van gedeeltelijke inschakeling waarin hij slechts een beperkt koppel door kan leiden, het mogelijk maken dat de motor 10 kan draaien met uitgeschakelde of verminderde brandstoftoevoer 36 en bij toerentallen welke aanzienlijk lager zijn dan de toeren-20 tallen van het vliegwiel doch voldoende om de continuïteit te handhaven van de smering, en van de aandrijving van de hulpwerktuigen en dergelijke. Zoals duidelijk zal zijn kan het leeglooptoerental van een motor binnen wijde grenzen variëren. De uitdrukking "nullast of leeglooptoerental” is een vakuitdrukking en betekent hier en in 25 de conclusies echter uitsluitend het minimum toerental waarbij de motor 10 onbelast op brandstof alleen in bedrijf kan blijven.15 In the second plaabs, setting the clutch 14 in a partial-on state in which it can transmit only limited torque will allow the engine 10 to run with the fuel cut-off or reduced 36 and at speeds significantly below the speeds of the flywheel, but sufficient to maintain the continuity of the lubrication, of the drive of the auxiliary tools and the like. As will be understood, engine idle speed can vary within wide limits. The expression "no-load or idle speed" is a box expression and, however, here and in the claims means only the minimum speed at which the engine 10 can remain in operation without load on fuel.

"Torn-to erental" betekent hier en in de conclusies dat toerental waarbij de pomp- en wrijvingsverliezen van de motor minimaal zijn en waarbij de door de motor aangedreven hulpwerktuigen, zoals de 30 circulatiepompen voor koelmiddel en smeermiddel, voor het laden van de elektrische batterij en de door roterend vermogen aangedreven hulpwerktuigen zoals stuurbekrachtiging, rembekrachtiging en airconditioning in bedrijf kunnen blijven. De verlizen in draaimoment voor hetjtornen van de motor 10, namelijk de pompverliezen en de 35 wrijvingsverliezen, naderen een minimum nabij het nullast- of leeglooptoerental doch nemen verder af hoe lager het torn-toerental is. Aangezien het torn-toerental een functie is van het koppel dat doorgeleid wordt door de. koppeling 14> kan het precieze toerental waarmee de motor getornd zal worden, ingeregeld worden door het in-40 stellen van de druk waaronder de wrijvingsblokken 68 gedrukt worden 79Ό 652 1 21 tegen de schijf 64. De verliezen door het aldus tomen van de motor 10 kunnen verder gereduceerd worden door het openen van de smoorklep 38 gedurende de periode dat de koppeling ingesteld is voor tornen van een gebruikelijke automohielmotor en zelfs verder 5 door het sluiten van de niet weergegeven kleppen van de motor overeenkomstig een artikel in "SEA Technical Paper” 78.0148 gedateerd 3 maart 1978 onder de titel "Valve Selector Hardware"."Torn-speed" here and in the claims means speed where the pumping and friction losses of the motor are minimal and the auxiliary tools driven by the motor, such as the 30 circulating pumps for coolant and lubricant, for charging the electric battery and the rotary powered auxiliary equipment such as power steering, power braking and air conditioning can remain in operation. The torque losses for the cranking of the motor 10, namely the pumping losses and the frictional losses, approach a minimum near the no-load or idle speed but further decrease the lower the jogging speed. Since the jog speed is a function of the torque transmitted by the. clutch 14> the precise speed at which the engine will be cranked can be adjusted by adjusting the pressure under which the friction blocks 68 are pressed 79Ό 652 1 21 against the disk 64. The losses resulting from the engine's thus lashing 10 can be further reduced by opening the throttle valve 38 during the period that the clutch is set for cranking a conventional car tire engine and even further 5 by closing the not shown engine valves according to an article in "SEA Technical Paper" 78.0148 dated March 3, 1978 under the title "Valve Selector Hardware".

Vanneer de motor getornd wordt en daarbij in het vliegwiel opgehoopte kinetische enrgie verbruikt, zoals boven beschreven, 10 kan de brandstoftoevoerklep 40 geheel gesloten zijn doch hij kan ook ingesteld zijn op een gedeeltelijk gesloten stand waarbij de brandstoftoevoer aan de motor gereduceerd wordt tot een niveau onder dat wat noodzakelijk is om de motor op gang te houden op alleen brandstof. Terwijl een maximum besparing aan potentiële energie of 15 brandstof vaak zal resulteren met volledig gesloten klep 40, zal het bedrijf van het gehele systeem bij een minimaal brandstofverbruik verbeterd kunnen worden door brandstoftoevoer op een niveau onder dat wat noodzakelijk is om het nullast-toerental van de motor te handhaven doch voldoende om de motor op temperatuur te houden.When the engine is cranked and consumes kinetic energy accumulated in the flywheel, as described above, the fuel supply valve 40 may be completely closed, but it may also be set to a partially closed position, reducing the fuel supply to the engine to a level below what is necessary to keep the engine running on fuel only. While maximum potential energy or fuel savings will often result with valve 40 fully closed, operation of the entire system can be improved with fuel consumption at a level below what is necessary to maintain idle speed at minimum fuel consumption. maintain the engine, but sufficient to maintain the engine's temperature.

20 Tenslotte kan de koppeling 14 zo ingesteld worden dat hij compleet open is en de motor 10 volledig gestopt wordt zolang als er voldoende kinetische energie opgehoopt is in het vliegwiel voor het opnieuw starten van de motor. Vanneer deze bedrijfsvoering overwogen wordt, kan het systeem voorzien worden van een niet weergege-25 ven afzonderlijk aandrijfsysteem voor de hulpwerktuigen dat af getakt wordt van het vliegwiel 16 naar de verschillende hulpwerktuigai welke dan door het vliegwiel aangedreven worden gedurende perioden dat de motor 10 buiten bedrijf is.Finally, the clutch 14 can be adjusted to be fully open and the engine 10 to be stopped completely as long as sufficient kinetic energy has accumulated in the flywheel to restart the engine. When this operation is contemplated, the system may be provided with a separate auxiliary implement system not shown which is branched from the flywheel 16 to the various auxiliary implements which are then driven by the flywheel during periods of inactivity of the engine 10 is.

In fig. 5 is een gewijzigde uitvoering schematisch weergege-30 ven welke dezelfde aandrijfketen omvat als fig. 1, doch waarbij het vliegwiel 16' voor rotatie gekoppeld is met de as 18' via een vaste overbrengverhouding in een haakse overbrenging 132 en waarbij het vliegwiel van een ontwerp is dat in staat is óm grotere hoeveelheden Mnetische energie op te zamelen dan het vliegwiel 16 van fig. 35 1. De overbrengverhouding van de haakse overbrenging 132 wordt zo gekozen dat het vliegwiel roteert met een hoger toerental dan de as 12'. Om een indruk te geven van het toegepaste type vliegwiel 16*, is een geëvacueerd vliegwielhuis T34 schematisch in fig.5 af-gebeeld als representatief voor de middelen welke toegepast kunnen 40 worden om de ventilatieverliezen in het vliegwiel van dit type te 7906521 22 reduceren. Hoewel de motor 10' van het systeem afgebeeld in fig.5 overeenkomt met de motor 10 in fig. 1 in alle opzichten, is het toch de "bedoeling in dit geval dat de motor gebruikt wordt welke werkt met een geregeld en constant bedrijfstoerental met variaties 5 in vermogen en draaimoment welke het resultaat zijn van variaties in de hoeveelheid ingespoten brandstof in de motor 10'. De regel-eenheid 24' vo.or het bewegingstype kan gemodificeerd worden ten opzichte van de eenheid 24 uit fig. 1, door slechts de overbreng-verhouding te wijzigen. Het systeem volgens fig. 5 is daarom re-10 presentatief voor een aandrijfsysteem voor toepassing in grotere voertuigen zoals bussen en vrachtwagens alwaar de vermogens-gewichtsverhouding relatief laag is tegenover personenautomobielen voor welke hoge waarden voor het versnellen gevraagd worden.In Fig. 5, a modified embodiment is schematically shown comprising the same drive chain as Fig. 1, but wherein the flywheel 16 'is coupled for rotation to the shaft 18' via a fixed gear ratio in an angle gear 132 and wherein the flywheel one design is capable of collecting larger amounts of magnetic energy than the flywheel 16 of Fig. 35 1. The gear ratio of the bevel gear 132 is selected so that the flywheel rotates at a higher speed than the shaft 12 '. To give an impression of the type of flywheel 16 * used, an evacuated flywheel housing T34 is shown schematically in Fig. 5 as representative of the means which can be used to reduce the ventilation losses in the flywheel of this type 7906521 22. Although the motor 10 'of the system shown in Fig. 5 corresponds to the motor 10 in Fig. 1 in all respects, it is nevertheless intended in this case to use the motor operating at a regulated and constant operating speed with variations 5 in power and torque resulting from variations in the amount of fuel injected into the engine 10 '. The motion type control unit 24' can be modified from the unit 24 of FIG. Therefore, the system of Figure 5 is re-presentative of a drive system for use in larger vehicles such as buses and trucks where the power-to-weight ratio is relatively low compared to passenger cars for which high acceleration values are required.

Het hoofdverschil wat de werking betreft van het systeem vol-15 gens fig. 5 Mj het doorvoeren van een verandering in de methode van de uitvinding, bestaat in zodanig bedrijf dat het toerental van het vliegwiel altijd gehandhaafd wordt boven het door de regulataur begrensde bedrijfstoerental van de motor 10'. Dé koppeling 14' is gehandhaafd in het systeem van fig. 5 en, zoals voorheen, kan het 20 bediend worden om het volle motorvermogen door te leiden in de richting van de last. Bij^siarten derhalve zal de motor 10' zodanig werkzaam zijn dat hij kinetische energie toevoert aan het vliegwiel tot het moment dat het toerental van het vliegwiel 16' hetzelfde is als het door de regulateur begrensde maximale bedrijfstoerental 25 van de uitgaande as 12 van de motor. "Versnelling van de last kan aanvangen na het instellen van de eenheid 24' en door het instellen van de variabele transmissie 20'.The main difference in the operation of the system according to Fig. 5 Mj to implement a change in the method of the invention consists in operation such that the flywheel speed is always maintained above the operating speed of the regulataur the motor 10 '. The clutch 14 'is maintained in the system of Fig. 5 and, as before, it can be operated to pass the full engine power towards the load. Therefore, the motor 10 'will operate to supply kinetic energy to the flywheel until the speed of the flywheel 16' is the same as the governor limited maximum operating speed 25 of the engine output shaft 12 . "Acceleration of the load can commence after setting the unit 24 'and by setting the variable transmission 20'.

Bij het vertragen van de last, wordt de kinetische energie van de traagheidsimpuls van de last teruggevoerd zoals voorheen 30 aan het vliegwiel 16' teneinde dit echter aan te drijven tot toerentallen welke aanzienlijk hoger zijn dan de maximum bedrijfstoeren-tallen van de motor. Dit wordt bereikt door het omlaag schakelen' van de variabele transmissie 201. Gedurende de daaropvolgende versnelling van de last, aannemende dat het vliegwiel 16' draait nabij 35 zijn maximum toerental van bijvoorbeeld twee of drie keer het maximum toerental van de door de motor aangedreven as 12', kan de kinetische energie opgeslagen in het vliegwiel geleid worden naar de last, naar de motor of naar beide op een overeenkomstige manier als die welke beschreven is in samenhang met fig. 1 . Omdat de toe-4O rentallen van de motor en het vliegwiel echter verschillend zijn, 7906521 23 zal vermogen door de motor opgewekt nooit rechtstreeks geleid worden naar of geabsorbeerd worden door het vliegwiel 161. Door de motor geleverd vermogen zal natuurlijk gebruikt worden om minimale toerentallen van het vliegwiel te handhaven door het toevoeren van 5 voldoende energie om de wrijvings- en andere verliezen te overwinnen welke ertoe neigen om het toerental van het vliegwiel te verlagen.As the load decelerates, the kinetic energy of the inertia pulse of the load is returned as before to the flywheel 16 ', however, to drive it to speeds considerably higher than the maximum engine operating speeds. This is accomplished by downshifting the variable transmission 201. During the subsequent acceleration of the load, assuming that the flywheel 16 'rotates near its maximum speed of, for example, two or three times the maximum speed of the motor-driven shaft 12 ', the kinetic energy stored in the flywheel can be conducted to the load, to the engine or to both in a similar manner to that described in connection with Figure 1. However, because the engine-flywheel speeds are different, 7906521 23, power generated by the engine will never be conducted directly to or absorbed by the flywheel 161. Power supplied by the engine will, of course, be used at minimum engine speeds. maintain the flywheel by supplying enough energy to overcome the friction and other losses which tend to decrease the flywheel speed.

In alle andere opzichten, is de werking van de uitvoering volgens fig. 5 dezelfde als die beschreven in samenhang met fig. 1.In all other respects, the operation of the embodiment of FIG. 5 is the same as that described in conjunction with FIG. 1.

In fig. 6 heeft het hybride systeem volgens de uitvinding 10 vorm gekregen als vermogensketen van het type waarbij de hartlijn van de motor in hoofdzaak evenwijdig loopt aan de assen of as welke de last rechtstreeks aandrijven. Zulke aandrijfketens zijn in het bijzonder geschikt voor automobielen met voorwielaandrijving. Aldus is in fig. 6 de motor 210 voorzien van een uitgaande as 212 welke, 15 net zoals bij deperder beschreven uitvoeringsvormen, rechtstreekse verlenging is van de krukas van de motor zonder toepassing van het gebruikelijke krukas-vliegwiel. Zoals in de fig. 1 en 2, draagt de vermogensas 212 een lichtgewicht koppelingsschijf 264 voor het uit-schakelbaar koppelen met behulp van koppelingscomponenten welke ge-20 dragen worden door een vliegwiel 216. Volgens deze uitvoeringsvorm is het vliegwiel 216 gelagerd in de lagers 217 en 219 respectievelijk in een onderdeel van het freem 221 en op een verlenging 223 van de vermogensas 212. Het vliegwiel 216 is opnieuw te allen tijde voor rotatie verbonden met de ingaande as 218 van de variabele 25 transmissie-eenheid 220. In dit geval echter vindt de verbinding plaats via een tandwieltrein welke een aandrijvend wiel 225 omvat dat gedragen wordt door het vliegwiel, een tussenwiel 227 en een aangedreven wiel 229 dat rotatievast bevestigd is op de ingaande as 218 van de variabele transmissie. De uitgaande as 222 met het varia-30 bele toerental van de eenheid 220 is via een tandwiel 231 rechtstreeks verbonden met een differentiële eenheid 233 vanwaaruit een stel aandrijvende assen 226 de wielen 228 aandrijven.In Fig. 6, the hybrid system according to the invention has taken the form of a power chain of the type in which the center line of the motor runs substantially parallel to the axles or shaft directly driving the load. Such drive chains are particularly suitable for front-wheel drive vehicles. Thus, in Fig. 6, the engine 210 is provided with an output shaft 212 which, like the embodiments described above, is a direct extension of the engine's crankshaft without the use of the conventional crankshaft flywheel. As in Figs. 1 and 2, the power shaft 212 carries a lightweight clutch disc 264 for disengageable clutching using clutch components carried by a flywheel 216. According to this embodiment, the flywheel 216 is mounted in bearings 217 and 219 respectively in a part of the frame 221 and on an extension 223 of the power shaft 212. The flywheel 216 is again connected to the input shaft 218 of the variable transmission unit 220 for rotation at all times. However, in this case, the connection is made via a gear train comprising a driving wheel 225 carried by the flywheel, an intermediate wheel 227 and a driven wheel 229 mounted rotationally on the input shaft 218 of the variable transmission. The variable speed output shaft 222 of the unit 220 is directly connected to a differential unit 233 through a gear wheel 231 from which a pair of driving shafts 226 drive the wheels 228.

Het tussenwiel 227 is rechtstreeks gekoppeld via een as 235 met hulpwerktuigen zoals een generator, een brandstofpomp, een smeer-35 oliepomp, luchtverzorgingseenheid, stuurbekrachtiging en rembekrach-tiging, welke alle normaliter aangedreven worden door de motor 210. Hoewel dit niet in detail in fig. 6 is weergegeven, worden deze hulpwerktuigen schematisch aangeduid door een blok 237· Een belangrijk kenmerk van de aandrijfketen volgens fig. 6 bestaat uit het 40 opnemen van de aandrijving van de hulpwerktuigen in de tandwiel- 7906521 24 overbrenging tussen het vliegwiel 216 en de ingaande as 218 van de variabele overbrenging waardoor het mogelijk wordt dat de hulp-werktuigen aangedreven worden door het vliegwiel 216 terwijl het vliegwiel volledig losgekoppeld is van de koppelingsschijf 264 en 5 de motor 210 volledig gedopt kan zijn. Be bedrijfskenmerken van de * uitvoering volgens fig. 6 zijn overigens dezelfde als van de eerder beschreven uitvoering.Intermediate wheel 227 is directly coupled through a shaft 235 with auxiliary tools such as a generator, fuel pump, lubricating oil pump, air supply unit, power steering and power brakes, all normally driven by motor 210. Although not in detail in FIG. 6, these auxiliary tools are schematically indicated by a block 237. An important feature of the drive chain of FIG. 6 is the incorporation of the drive of the auxiliary tools into the gear transmission 7906521 24 between the flywheel 216 and the input shaft. shaft 218 of the variable transmission allowing the auxiliary implements to be driven by the flywheel 216 while the flywheel is fully disengaged from the clutch disc 264 and the motor 210 may be fully capped. The operating characteristics of the embodiment according to Fig. 6 are otherwise the same as those of the previously described embodiment.

79065217906521

Claims

Hybrid drive system for driving an inertial mass, such as a vehicle and continuously driven auxiliary equipment, the system comprising a motor (10, 10 ', 210) with a power shaft (12, 12', 212), a fuel supply (56) and means (38, 40) for controlling the fuel supply to the engine to vary its operating speed between idle speed and higher speeds and selectively reducing the fuel supply below that necessary to maintain the operation of the engine, a variable transmission ratio transmission (20, 20 ', 220) with an input shaft (18, 18', 218) and an output shaft (22, 222), a clutch (14 »14f» 264) for transmitting torque between the driving shaft and the input shaft, means (26, 26 ', 226) for transmitting the torque between the output shaft and the inertial mass, characterized in that the system is a flywheel (16, 16 ', 216) includes that for rotation directly connected to the input shaft, means (44 »69» 72) for controlling the clutch to transmit full torque between the power shaft and the flywheel during engine power delivery and to transmit less than full torque between the flywheel and the power shaft during load deceleration and at a standstill, and that the flywheel serves as a kinetic energy storage device released during the deceleration of the load during the transmission of less than full torque through the clutch and as a inertial device for maintaining the amount of movement in the engine operation during transmission of the full torque through the clutch.

System according to claim 1, characterized in that the flywheel is attached to the input shaft.

System according to claim 1, characterized in that the flywheel is connected to the input shaft via a gear transmission (132, 225, 227, 229).

4. System according to claim 3, characterized in that the gear transmission has a transmission ratio, so that the speed of the flywheel is higher than the speed of the input shaft.

Device according to claim 1, characterized in that a gear train (235) for driving the auxiliary tools is connected between the flywheel and the clutch, so that the 7906521 auxiliary tools (237) can be driven by the flywheel while the clutch turned off and the engine is at a complete stop.

6. Device according to claim 1, characterized in that the flywheel cranks the engine at or below idle or idle speed during transmission of less than full torque through the clutch.

Device according to one or more of claims 1, 2 or 4> characterized in that the transmission with the variable transmission ratio comprises a frame (54), a cruciform body (82) mounted for rotation in the frame about a first shaft (87), the input shaft being coupled to the crank-shaped body, a grooving body (90) mounted for rotation on the crank-body about a second axis (96) inclined with respect to the first axis and this cuts, and means for converting movement of the input shaft, of the crank-shaped body and of the serving body into rotation of the output shaft with an infinitely variable transmission ratio of the rotation speed of the input shaft.

8. Device according to claim 5, characterized in that the crank-shaped body has a length approximating the length of the transmission along the first axis and is mounted for rotation in the frame in bearings (84, 86) at both ends of the crank-shaped body and concentric with the first shaft, the flywheel and the input shaft being carried directly by the crank-shaped body.

A mode of operation of a hybrid drive system for driving an inertial load, the system comprising an engine with a controlled fuel supply for idle speed operation for driving the auxiliary tools and at higher speeds for driving the auxiliary tools and to propel the inertial load and a device for storing kinetic energy, characterized in that the mode of operation comprises the following steps: (a) storing kinetic energy of the inertial pulse of the load during the deceleration of the load, (b) terminating the engine operation on fuel during periods of load deceleration and at rest, (c) transferring the stored kinetic energy as 40 power for continued driving of the auxiliary equipment when 7906521 9 engine operation on fuel has ended. (d) restarting the engine for fuel operation when the stored kinetic energy has been consumed to a level necessary to start the engine on fuel.

10. Method according to claim 9, characterized in that the stored kinetic energy is transferred as power to curb the engine for continued driving of the auxiliary tools and including the step of reducing the fuel supply to less than that is necessary for operating the engine on fuel only.

11. A method according to claim 10, characterized in that it also comprises the step of completely shutting off the fuel supply to the engine during the bridging thereof by supplying stored kinetic energy.

12. Method according to claim 9, characterized in that the further step. includes combining the stored kinetic energy with power generated by the motor to accelerate the load.

A method according to claim 12, characterized in that the kinetic energy storage device is a flywheel, the motor comprises a rotating output shaft and wherein the combining of the stored kinetic energy and the power generated by the motor comprises delivery of kinetic energy stored in the flywheel while the power shaft speed increases until the power shaft and flywheel speeds are the same.

A method according to one or more of claims 9? 10, 11 or 12, characterized in that the motor develops a variable power at constant speed, and that the kinetic energy storage device is a flywheel, the method comprising the step of maintaining the speed of the flywheel above engine speed. 7906521