DE102008048520A1

DE102008048520A1 - Antriebssystem für Transportfahrzeuge

Info

Publication number: DE102008048520A1
Application number: DE200810048520
Authority: DE
Inventors: Desider Boda
Original assignee: Individual
Current assignee: HILBERER, EDUARD, 68766 HOCKENHEIM, DE
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2010-04-22

Abstract

Railsystem zum Antrieb für Nebenverbraucher ohne eigenen Elekromotor für Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge und mehreren Nebenverbrauchern, angeordnet an einem Rail, bei welchem die Nebenverbraucher seitlich des Verbrennungsmotors durch eine durchgehende Welle und der Motorenvorderseite aus dem Drehmoment der Getriebeeingangswelle antreibbar und zuschaltbar sind. Es sind Verfahren aufgezeigt für den sicheren Betrieb des Rails mit den Nebenverbrauchern. Das Fahrzeug kann einen Elektromotor oder den Verbrennungsmotor antreiben.

Description

Stand der Technik:
Die mechanische Antriebsenergie zum Betrieb von Nebenverbrauchern z. B. Lenkhilfepumpen oder Kältemittelkompressoren wird heute von zusätzlichen elektrischen Motoren bei Fahrzeugen zur Verfügung gestellt.
Diese meist elektrischen zusätzlichen Antriebaggregate haben keine weiteren positiven Einfluss auf das Fahrzeugverhalten und auf deren Energieeinsparung. Der Betrieb der Nebenaggregate ist nicht mit Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs wie ABS und ESP verknüpfbar.
Durch deren zusätzlicher Anordnung wird das Fahrzeuggewicht erhöht, die Fehleranfälligkeit infolge erhöhtem Verkabelungsaufwand und der Primärenergieaufwand für die Fahrzeugherstellung und den Fahrzeugbetrieb wird erhöht.
Aufgabe ist es,
Ein Transportfahrzeug mit derart zu optimieren, dass eine leichte Fahrzeugbauweise und ein aus energetischer Betrachtung optimaler Betrieb möglich ist
Lösung:
Die Aufgabe wird durch die in dem Hauptanspruch 1 gezeigte Anordnung und den dazu passenden Betriebsverfahren dern zugeordneten Ansprüchen gelöst.
Es zeigt sich hierbei zudem dass durch diese Anordnung, dass sich das Fahrzeug bei plötzlich auftretenden Instabilitäten einfach und schnell stabilisieren lässt, und außerdem infolge des Baukastenprinzips die Wartung bei Bauteilekostenreduktion wesentlich vereinfacht werden kann.
Desweiteren kann das Dauerbremsverhalten und Rekuperieren verbessert werden.
Figuren
1; Antriebssystem mit Nebenverbraucherrail
2; Nebenverbraucherrail detailliert
3; Nebenverbraucheranordnung senkrecht zum Rail
4, Passende Nebenverbraucher mit Schalteinrichtungen
5; Lenkhilfepumpensteuerung
6; Verfahren passend zum Railantrieb
7; Schaltschlupfkompensationsdiagramm
Beschreibung der 1
1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 an welchen ein Getriebe, vorzugsweise ein automatisches Schaltgetriebe mit elektrischen Aktuatoren zum steuern des umschalten und der Kupplungsbetätigung der Kupplung 3.
Es ist ein Sensor der Leerlaufschalter 6 vorhanden, der detektiert ob ein Leerlauf eingelegt ist. Es handelt sich hier um ein Verbrennungsmotor 1 mit 4 Zylindern. An der Heißseite 110 des Motors ist der Auspuff 144 angeordnet der sinnvollerweise zur Fahrbahnmitte zeigt. Es ist eine Auspuffdrossel 144 angeordnet für den Motorbremsbetrieb, die Motorecu 1a steuert den Verbrennungsmotor 1.
Der Elektromotor 2 ist mit dem Übersetzungsgetriebe 5 verbunden und kann durch die Kupplung 3 vom der Kurbelwelle 1b abgekoppelt werden.
Parallel zu Kubelwelle liegt eine Nebenebverbraucherwelle, die Railwelle 100.
Die Railwelle 100 treibt die meisten Nebenverbraucher des Antriebs 4a im Transportfahrzeug 70 an.
Die Railwelle 100 wird bei geschlossener Kupplung 3 vom Verbrennungsmotor 1 angetrieben. Bei geöffneter Kupplung 3 und abgeschaltetem Verbrennungsmotor wird diese vom Elektromotor 2 angetriebenen im Fahrbetrieb wie auch im stationärem Betrieb des Transportfahrzeugs 70.
Die Railwelle 100 wird von einem Rädertrieb 102a, 102b aus dem Getriebe 5 angetrieben, welche vorteilhafterweise im Getrieberäderkasten des Übersetzungsgetriebe untergebracht sind also im Ölbad laufen. Im Raum 2f im eventuell mehrteiligen Getriebegehäuse 5f ist der Elektromotor 2 angeordnet. Der Raum 2f ist vorzugsweise ein Trockenraum da die Fahrzeugkupplung 3 als trockene Kupplung ausgeführt ist. Der Rotor 2a des Elektromotors 2 ist mit der Getriebeeingangswelle 5e verbunden. Die Phasenströme des Elektromotors 2 werden mit Hybridstrom-Messeinrichtungen 11 gemessen. An der Railwelle sind Railwellenantriebsritzel 100b angeordnet welche mit Lagern 103 gelagert sind und mit der Railwelle 100 verbunden werden können. Die Railwelle läuft in einem Railgehäuse 102c. Das Railgehäuse 102c übernimmt die Kanalführung die Führung des Kühlmittels zum Abführen der Verlustleistung der Raillager 103 des Railrädertriebes 100a, 100b und zur Kühlmittelversorgung der Nebenverbraucher 81, 8....
Im Falle die Railwelle 100 durchgehend ist und die ganze Motorblocklänge „L” von der Kupplung 3 bis zur Stirnseite des Verbrennungsmotors 1 an der vorteilhafterweise der Ventilator 118a angordnet ist überbrückt, dann ist am Ende der Railwelle außerhalb des Railgehäuses 102c ein Ketten oder ein Riemenrad befestigt, welches weitere Nebenverbraucher wie die Kühlwasserpumpe 114, die Motorölpumpe 115 einen optionalen Klimakompressor 46b antreibt. Desweiteren ist es möglich den Lüfter 118a mit dem Rail anzutreiben der durch eine zusätzliche Kupplung 76a dann eingeschaltet wird wenn das Kühlwasser zu heiß wird. Diese Kupplung kann vorteilhafterweise auch durch die Railwelle zuschaltbar sein.
Alle Nebenverbraucher können vorteilhsfterweise durch weitere Maßnahmen in ihrem Leistungsverbrauch gesteuert werden.
Vorteilhaft ist eine elektrisch geschaltete Kupplung 106, 107 zum abschalten der Nebenverbraucher 114, 115.
Sie können aber auch durch Verstellung des Pumpenhubvolumens in der Leistung geregelt werden.
Desweiteren besteht die Möglichkeit diese Nebenverbraucher durch eine Bypassregelung bei welcher ein Teil der Fördervolumens direkt von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe 115, 114 fliest im Energieverbrauch angepasst werden.
Die Railwelle 100 und die Railwellenantriebsritzel 100b sind mit Öl geschmiert. Die Railwelle 100 kann dabei durchgebohrt sein um die Verteilung des Schmieröl an die Lagerstellen der Railwelle 100 zu realisieren.
Die Lager 103 sind dann vorteilhafterweise als Gleitlager ausgeführt, da so eine besonders leichte und gedrungene Bauweise des Rails 99 möglich wird.
Vom Railölzulaufanschluss 104 aus wird die Schmiermittelverteilung vorgenommen parallel können von diesem Anschluss auch Nebenverbraucher mit Schmieröl versorgt werden.
Am Rail 99 ist außerdem ein Anschluss für den Railölablauf.
Der Railölablaufanschluss 105 ist vorhanden, an ihm fliest auch zumindest ein Teil des vom Nebenverbraucher 81, 82 zurückfliesenden Schmieröles zurück zur zentralen Schmierölversorgumgsstelle.
Es ist eine Motoröllpumpe 115 vorzugsweise in einem Ölsumpfbehälter angeordnet welche außer der Schmierung des Verbrennungsmotors 1 auch vorzugsweise die Schmierung des Rails 99 übernimmt.
Die Versorgung des Rails 99 mit Schmieröl kann aber auch von der Getriebeölpumpe 141 aus erfolgen, indem deren Druckleitung 142 mit dem Railölzulaufanschluss 104 verbunden wird. Der Rücklauf ist dann ebenfalls mit dem Getriebegehäuse 5f zu verbinden.
Steht das Transportfahrzeug 70 und wird stationär bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor 1 mit dem Elektromotor 2 betrieben, so ist es bei dieser Anordnung möglich bei Leerlauf im Getriebe 5 gemessen durch den Leerlaufschalter 6 die Nebenverbraucher seitlich und stirnseitig des Verbrennungsmotors 1 angeordnet anzutreiben in dem die dann stehende Kurbelwelle einfach überbrückt wird infolge der U-Förmigen Anordnung der Antriebslemente 102a, 102b 101, 100, 76 um den Verbrennungsmotor herum, dies hat massive Vorteile, da der Bauraum im Transportfahrzeug für den Antrieb 4a mit den Nebenverbrauchern sehr begrenz ist.
Außerdem ist bei der Applikation eines Transportfahrzeuges 70 mit Hybridantrieb aus einem normalen Transportfahrzeug 70 bei Verwendung dieser Antriebsweise eine Standartisierung möglich.
Es ist also auch möglich diesen Rail 99 ohne Elektromotor 2 als Antrieb für Nebenverbraucher einzusetzen.
Wird bei einem Hybridfahrzeug mit dem Elektromotor 2 bei stationärem Betrieb der Elektromotor 2 eingeschaltet, lassen sich die Öl- und Wasserpumpen, der Kühlerlüfter 118a der Klimakompressor 46b, Kompressoren und weitere Nebenverbraucher z. B. Saugluftverdichter zeitgleich antreiben und regeln.
Beim antrieb eines Saugluftverdichters 112 dieser zeitlich vorrangig vor dem Start des Verbrennungsmotors 1 zugeschaltet werden.
Somit ist ein autarker und sicherer Betrieb der Nebenantriebsaggregate in Hybridfahrmodus bei offener Kupplung 3 und stationär bzw. bei elekrischem Fahren und abgestelltem oder ausgekuppelten Verbrennungsmotor möglich.
Da bei Hybridfahrzeugen zumindest die Baulänge des Elektromotors 2 welcher im Gehause 2f untergebracht ist in der länge durch das Rail 99 überbrückt werden muss, und eine einfache sichere Montage des Verbrennungsmotors 1 mit integriertem Rail 99 und ein zuverlässiger Betrieb des Antriebs 4a möglich sein muss ist es erforderlich das Drehmoment der Railantriebswelle 102 welche im Getriebegehäuse gelagert ist, auf die Railwelle zu übertragen. Da das Motorengehäuse 1 und das Getriebegehäuse 5f gross sind und deshalb auch große Herstelltoleranzen bei den Abmaßen haben sowie auch das unterschiedlich thermische Ausdehnungverhalten infolge unterschiedlicher Werkstoffe und die unterschiedlichen Temperaturen und deren Auswirkungen beider Gehäuse in den vielseitigen und unterschiedlichen Fahrmodis des Transportfahrzeugs 70 berücksichtigt werden ausgeglichen werden müssen ist ein Element ein vorzugsweise Kardenele ment 101a mit zumindest einer flexiblen Gelenkeinrichtung zu verwenden. Dies kann ein Kreuzgelenk oder z. B. eine Bogenzahnkupplung verwendet werden. Es kann auch eine Gelenkwelle mit 2 Gelenken als Kardanelement 101 eingebaut werden.
Dieses Kardanelement 101 hat die Aufgabe den radialen Versatz S1 auszugleichen und vorteilhafterweise auch den axialen Versatz S2 auszugleichen in allen Betriebssituationen des Transporters auszugleichen. Für den axialen ausgleich verwendet das Kardanelement 101 mit eier der Wellen 100 oder 102 vorzugsweise einen formschlüssigen Schiebesitz mit einem axialen Freiheitsgrad.
Um das radiale Bewegen auszugleichen muss sich das Gelenk um einen Kardanpunkt 101a um einen Winkel x auslenken können um eine gleichmässige Umfangsbelastung an Welle 102 100 und Nabe 101 zu ermöglichen um ein Zerstören der Verbindung und des Nebenverbraucherantriebs infolge Spannungen und einseitigen Tragverhalten zu Verhindern. Es muss zumindest ein solches Gelenk verwendet werden Typischerweise jedoch 2 Kardankelenke.
Es könnte auch eine flexible Welle eingestzt werden etwa ein- oder mehrere Metallgelenke welche den Versatz S1 und s2 ausgleicht
Vorteilhafterweise kann eine Nase 108 am Umfang der Kupplungsglocke bzw. am Verbrennungsmotor angebracht wobei eine entsprechende dazu passende Ausnehmung bzw. Vertiefung am Gegengehäuse erforderlich ist. Eine Fügestelle also welche einer der verdreh sicheren Montage des Getriebes mit dem Verbrennungsmotor 1 hilfreich ist und ein zu starke Verdrehung der zwei Gehäuse verhindert.
Das thermische verhalten der Komponenten des Antriebs 4a als Hybridfahrzeug unterscheidet sich von dem eines normalen Fahrzugantriebs indem die Temperaturunterschiede der Komponenten stärkeren Schwankungen unterliegen.
So wird bei einem stehendem Fahrzeug 70 und stehendem Verbrennungsmotor bei getrennter Kupplung 3 der Verbrennungsmotor 1 kalt bleiben und der Elektromotor 2 wird den Bereich 2f stark vorwärmen.
Die Nebenverbraucher 46b, 13, 118a 81, 81 etc. üben heftige Drehmomentstöße mit hoher Frequenz auf den Railantrieb beim zu und abschalten aus. Eine typische maximale Betriebstemperatur des Elektromotors 2 ist ca. 100°C begrenzt.
Zu beachtende vorteilhafte Betriebsweisen des in 1 dargestellten Transporters 70 mit Hybridantrieb mit einem Antrieb 4a mit seinen Nebenverbrauchern. Dies Signale für zur den zeitüberschneidenden Betrieb der Antreibsggergate werden über serielle Datenschschnittsetllen zwischen den Steuergeräten 10, 1a 5b 43, 49 und 78b ausgetauscht
Das Fahrzeug wird angetrieben durch einen Verbrennungsmotor 1 welcher von einer Motorecu 1a gesteuert wird. Die Motorecu 1a ist ein elektronisches Steuergerät welches zumindest den Gaspedalwert des Gaspedals 39 als Fahrervorgabe erhält und zumindest die Kraftstoffmenge unter Berücksichtigung weiterer Fahrzeugbetriebsdaten, den für den Verbrennungsmotor 1 entsprechend regelt.
Zudem steuert die Motorecu 1a das Temperaturmanagement des Verbrennungsmotors 1, sowie dessen Leerlaufverhalten, dessen maximale Drehzahlbegrenzung, den Motorstartvorgang und das Verhalten des Verbrennungsmotors im Schiebebetrieb also wenn das Fahrzeug beispielsweise bergab fährt steuert.
Um den Verbrennungsmtor des Transporters 70 im Stop und Go Betrieb optimal zu betreiben ist der Sensor 1c an der Kurbelwelle so gebaut dass er das Vor- und Rückwärsdrehen der Kurbelwelle 1b messen kann.
Hierdurch wiss die Motorecu 1a die genaue Stellung der Kolben beim Start des Verbrennungsmotors 1a und kann die Motoraktuatoren wie Einspritzverhalten in zeit menge und Allgorytmus präzise und genau an den Kurbelwinkel anpassen. Mit weiteren vorteilhaften voreinstellung Einstellungen für den Motorstert und einer evt im stop und Go Betrieb durchgehend beheitzten Lambdasonde 111 kanne in Motrstart in 500 ms erfolgen.
Die Kupplung 3 schließt dann bei erreichen einer Motormindestdrehzahl welche einer bestimmten Leistung des Verbrennungsmotors 1 entspricht. Im Schiebebetrieb hilft der Verbrennungsmotor gesteuert durch die Motorecu 1a das Transportfahrzeug abzubremsen, indem beispielsweise dessen Abgase mittels einer Klappe 145 gedrosselt werden oder durch Ventilverstellung des Verbrennungsmotors 1 Bremsmoment erzeugt bzw. durch eine zusätzliche Turboladerbeeinflussung welche den Ladungswechsel in der Kolbenkammer derart beeinflusst, dass ein erhöhtes Bremsmoment an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors entsteht.
Die Motorecu 1a steuert den Verbrennungsmotor 1 in Abhängigkeit von weiteren Vorgaben welche dem Steuergerät 1 über die elektrische Leitung 1b für serielle Datenkommunikation mitgeteilt werden.
Hierzu gehören Vorgaben für den Verbrennungsmotor von der ACC-Steuerung, ACC ist eine Fahrzeugabstandsregelung mit einer kombinierten Radarsensorabstandsmessung zum vorausfahrenden Fahrzeug, sowie Vorgaben aus der Bremssteuerung 43, dem Bremspedalbetätigungsweg des Bremspedales 38, dem Status des Dauerbremsschalters 40, den Vorgaben vom Tempomat zur Einhaltung einer konstanten Fahrgeschwindigkeit und eventuell einem Notbremsassistenten der ein Auffahren auf vorausfahrende Fahrzeuge verhindern soll.
Desweiteren steuert die Motorecu 1a weitere Motoraktuatoren und Ventile welche die Abgaswerte und das Motorleistungverhalten steuern.
Dazu kann gehören die Steuerung Ladeluftmenge durch eine Turboladerschaufelverstellung oder die Beeinflussung der Waste-Gate-Ventilsteuerung.
Die Abgasrückführmenge AGR wird vom der Motorecu 1a entsprechend der in der Abgasanlage gemessenen Emissionswerte, und der geforderten Verbrennungsmotorleistung von der Motorecu 1a gesteuert.
Die Kraftststoffversorgungsanlage die Kraftstoffpumpe, das Kraftstoffabsperrventil welches die Kraftstoffzufuhr bei Motorabschaltung absperrt werden ebenfalls von der Motorecu 1a gesteuert.
Bei einer Schub- und Dauerbremsphase mit Hybridbremswirkung und mit geforderter Abschaltung des Verbrennungsmotors 1 wird die Kraftstoffpumpe vom der Motorecu 1a abgeschaltet um elektrische Energie einzusparen und den Abschaltvorgang zu beschleunigen.
Bei einem Startvorgang des Verbrennungsmotors 1 in Kombination mit einer der Hybridbetriebsweisen des Transportfahrzeugs wird die Kraftstoffpumpe dann im richtigen Moment und bei passender Fahrzeuggeschwindigkeit eingeschaltet von der Motorecu 1a eingeschaltet.
Bei gewissen Biokraftstoffen oder bei Gasbetrieb des Verbrennungsmotors 1 kann ein zusätzliches Kraftstoffabsperrventil die Hybrid Start Stop oder die Rekuperier-Phase durch passendes synchrones Ansteuern mit der Kraftstoffpumpe von der Motorecu 1 bei diesem Hybridantrieb mit Elektromotor 2 unterstützt werden.
Die Kraftstoffeinspritzdauer und die Zuordnung der Einspritzmomente bezogen aus den Kurbelwellenstand und der Kurbelwellenstartdrehzahl gemessen durch den Kurbelwinkelsensor 1c werden durch die Motorecu 1a angepasst.
Die Kraftstoffeinspritzdauer deren Zuordnung zeitliche Zuordnung zum Kurbelwellenwinkel wird außerdem in Abhängigkeit der Motortemperatur durch das Steuergerät 1a gesteuert.
Eine Klopfregler Funktion ist in die Motorecu 1a integriert bei welcher ein Klopfsensor 90 verwendet wird welcher dieses unkontrollierte Zünden des Luft Kraftstoff Gemisches bei hoher Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors detektiert. Ein Klopfsensor 90 ist dafür am Motor befestigt welcher an die Motorecu 1a angeschlossen ist.
So wird beim Boostbetrieb des Transporters bzw. dessen Antriebs der Elektromotor 2 durch das Hybridsteuergerät 10 zugeschaltet und dadurch der mittlere Zylinderdruck Im Brennraum des Verbrennungsmotors verringert und somit auch die Klopfgefahr reduziert ohne den Wirkungsgrad wie bei einer herkömmlichen Klopfregelung zu reduzieren, dies ist bei heißem Verbrennungsmotor 1 infolge Vollastbetrieb sehr hilfreich.
Der Nebenverbraucher also der Klimakompressor 46b kann dann vorteilhafterweise abgeschaltet werden.
Wird bei normaler Fahrt des Transporters angetrieben mit dem Verbrennungsmotor 1 wenn der Verbrennungsmotor 1 außerhalb des idealen Kennfeldes betrieben wird wodurch dessen spezifischer Kraftstoffverbrauch „be” zu hoch ist, kann hier vorrangig der Nebenverbraucher z. B. der Klimakompressor 46b bei geschlossener Kupplung 3 zur Lastanhebung des Verbrennunmgsmotors 1 und Kraftstoffverbrauchsoptimierung zugeschaltet werden. Oder der Elektromotor 2 wird als Generator zum generieren des Stromes für den Fahrakku bzw. zum Generieren des Stromes direkt für den Elektromotor 14 zum Antrieb des Kältemittelkompressors 13 betrieben.
Vorteilhaft ist beim Startvorgang des Verbrennungsmotors 1 durch den Elektromotor 2 wenn durch das Steuergerät 1a eine gegenüber der im Leerlaufverhalten des Verbrennungsmotors 1 einzuspritzende Kraftstoffmenge größere Kraftstoffmenge eingespritzt, um den Startvorgang zu beschleunigen, und die erforderliche elektrisch zu entnehmende Fahrakkuarbeit zu reduzieren.
Außerdem wird eine in der Kolbenkammer befindliche Glüh- oder Zündeinrichtung beim Startvorgang des Verbrennungsmotors 1 vom Steuergerät 1a in Abhängigkeit der Motortemperatur vom Steuergerät 1a gesteuert. Vorteilhaft ist der Einsatz einer Hochtemperatur Keramik Glühkerze mit einem optionalen Glühgitter um wenig elektrische Startenergie aus dem Fahrakku 8 zu brauchen.
Das Steuergerät 1a kommuniziert zumindest über eine elektrische serielle Datenleitung mit dem Hybridsteuergerät 10 des Elektromotors 2.
Das Hybridsteuergerät 10 steuert den Wechselrichter 49.
Der Wechselrichter 49 hat die Aufgabe den Elektromotor 2 zu entsprechend den Vorgaben des Hybridsteuergerätes zu bestromen.
Der Elektromotor 2 ist hier vorteilhaft als ein zumindest dreiphasiger Synchron-, Asynchron- oder Reluktandsmotor aufgebaut, also eine Bauweise ohne Kollektor am Rotor 2a und mit feststehenden und optional durch eine Flüssigkeit wie Öl oder Wasser kühlbare Wicklungen 2b.
Der Elektromotor 2 kann als Innen- oder Aussenläufer gebaut werden. Vorteilhaft ist eine Aussenläufer (entsprechend Bild 2) bei dem die feststehende Wicklung innerhalb des Rotors angeordent ist, da dieser infolge der größeren mittleren Drehfelddurchmessers bis zu 25% mehr Drehmomentausbeute bei gleicher Baugröße ermöglicht.
Der Elektromotor 2 kann hier auch als Generator betrieben werden, im Falle ein Schubbetrieb oder ein Bremsbetrieb des Fahrzeugs detektiert wird.
Hierbei übernimmt der Wechselrichter 49 auch die Gleichrichtung des durch den Elektromotor 2 im Generatorbetrieb erzeugten Drehstromes.
Vorteilhaft ist wenn der Wechselrichter bei erforderlichem Generatorbetrieb des Elektromotors 2 diesen so gesteuert, dass die Stellung des Rotors 2a dem erzeugten Drehfeld um einen Schlupfwinkel voreilt, und die Kupplung 3 geöffnet ist und der Verbrennungsmotor vorteilhafterweise bei längeren Bremsphasen mittleren Bremsmomentes abgeschaltet ist.
Desto grösser hier dieser Schlupfwinkel ist desto grösser ist das Bremsmoment der Elektromotors 2 auf das Fahrzeug und desto größer ist der induzierte Generatorleistung. An der Wechselrichtereinheit sind elektrischen Schaltelemente eines bidirektionalen Gleichrichter anmontiert oder integriert, der die Gleichrichtung der Phasenstrome beim Laden des Fahrkkus 8 und bei der Stromentnahme übernimmt. Reicht das Bremsmoment des Elektromotors 2 nicht, so kann als nächste Stufe Bremsmoment der Nebenverbraucher welche in Schubphasenmodus oder Bremsphasenmodus also einem Modus mit gegenüber der normalen Fahrweise Veränderten ein und/oder Abschaltpunkten. Dabei wird ein vorzeitiges Einschalten der Nebenverbraucher und ein späteres Abschalten ermöglicht. Zusatzenergiespeichermöglichkeiten können zugeschaltet werden.
Durch ein hier möglichen parallelen Bremsbetrieb der Nebenverbraucher neben dem Elektromotorenbremsbetrieb ist es möglich die Bremsleistung und Rekuperierleistung des Elektromotors 2 um bis zu 50% zu erhöhen. Bei einem Mildhybrid mit einem Fahrzeuggewicht von ca. 14 Tonnen kann das Zusatzmoment bei einem i-Schaltgetriebe = von 3,5 bis zu 1 KNm ermöglichen, ein Teil der daraus entstehenden Bremsarbeit kann gespeichert werden. Insbesonders wenn der Fahrakku 8 keine Energie mehr oder wenig Energie aufnehmen kann ist diese parallele Nebenverbraucherbetriebsweise sehr hilfreich.
Im Falle das ACC (Adaptive Cruise Control), die Dauerbremse, die Betriebsbremse, der Tempomat, der Notbremsassistent also eine Bremswirkung zur Fahrzeugverzögerung vom Elektromotor 2 verlangt, wird der Umrichter 49 entsprechend die Phasenströme anpassen indem der den Schlupfwinkel verändert und die Phasenfolge anpasst.
Es ist auch möglich den Umrichter 49 in das Hybridsteuergerät 10 zu integrieren.
Die hier aufgezeigten Aufgaben des Hybridsteuergerätes 10 können auch in ein anderes Steuergerät Getriebesteuergerät 5a oder in ein optionales Railsteuergerät 78b des Fahrzeugs integriert werden.
Vorteilhaft ist eine Integration des Hybridsteuergerätes in ein Getriebesteuergerät 5a welches das Getriebe 5 steuert die Kupplung 3 mit steuern kann. Im Falle das Hybridsteuergerät 10 den Befehl zum Motorbetrieb des Elektromotors 2 erhält, z. B. bei einem Verbrennungsmotorstartvorgang, wie oben beschrieben oder einem Fahrzeugüberholvorgang oder einem Kurbelwellendrehschingungsdämpfungsvorgang oder einem ausschließlich elektrischen Fahrvorgang, wird der Wechselrichter dann 49 so gesteuert dass das elektrisch in der Wicklung 2b erzeugte Drehfeld dem Rotor 2a voreilt.
Der Elektromotor 2 gibt dann ein Drehmoment ab.
Vorteilhaft ist das Messen der Stromlade- und Entladekurve am Fahrakku 8 sowie der Spannung am Fahrakku 8 durch die Fahrakkumesseinrichtung 50, dessen Messwert dem Hybridsteuergerät 10 mitgeteilt wird, welches den Wechselrichter 49 unter Berücksichtigung dieser Messwerte beim Ladevorgang durch den Elektromotor 1 oder bei der Stromentnahme durch den Elektromotor 2 oder durch den Elektromotor 14 steuert.
Die Temperatur des Fahrakkus 8 wird vom Sensor 63 gemessen und das Hybridsteuergerät steuert den Wechselrichter zudem zeitgleich auch in Anhängigkeit der Temperatur des Fahrakkus 8.
Im Fahrakku 8 können zusätzlich, ein Hauptrelais zum Abschalten des Fahr Akkus, Stromsensoren zur Energieüberwachung, Temperatursensoren zur Messung der Akkutemperatur ein passendes Akkukühlmanagement direkt integriert sein, dann werden zumindest ein teil dieser Daten dem Hybridsteuergerät durch eine beidseitig verbundene Datenleitung mitgeteilt
Bei zur geringer Temperatur und zu hoher Fahrakkutemperatur wird der Lade und Entladestrom angepasst bzw. begrenzt.
Überschüssige Generatorleistung des Elektromotors 2 kann dann an einen Nebenverbraucher z. B. den Elektromotor 14 abgegeben werden.
Der Strom in den Wicklungen 2b des Elektromotors 2 wird durch einen Sensor 11 gemessen und dem Hybridsteuergerät 10 zur Auswertung über eine elektrische Leitung 10a übermittelt.
Es ist außerdem eine Batterie 9 vorhanden welche typischerweise so ausgelegt ist dass diese das Bordnetz also Verbraucher wie die Beleuchtung, das Autoradio, die elektrische Steuergerätegrundversorgung, den el. Scheibenwischer mit Strom versorgt.
Diese Batterie 9 wird durch den Laderegler 9a aus dem Fahrakku 8, der für größere Spannungen typischerweise für 46 V bis 500 V sowie einer größe ren Energiespeichermöglichkeit und einer hohe Zyklenfestigkeit ausgelegt ist, nachgeladen.
Als Fahrakku 8 können Gold Caps, Lithium-Ionen- oder Nickelmetallhybrid-Akkus eingesetzt werden. Das Hybridsteuergerät hat idealerweise die Kenndaten und Kennfelder der eingesetzten Akkus abgespeichert um die am Fahrakku 8 ein und ausgehenden Ströme während des Betriebes entsprechend diesen Vorgaben zu regeln um die Dauerhaltbarkeit der Akkus sicherzustellen. Idealerweise werden die Akkus mit elektrischem Gebläse oder Flüssigkeit gekühlt und im Winter elektrisch oder durch die Abgasanlage vorgeheizt.
Es ist auch möglich die Ladereglerfunktion 9a baulich in den Wechselrichter 49 zu integrieren, was den Vorteil hat dass bei einem Batterieausfall 9 das Bordnetz aus „VCC” versorgt wird und auch dessen Steuergeräte (43, 10, 29, 1a...) sowie deren Aktuatoren aus dem Fahrakku 8 ohne eine zusätzliche weitere Verkabelung zwischen den Steuergeräten und dem Wechselrichter weiterversorgt werden können.
1 zeigt außerdem eines der Räder 65. Dieses Rad kann durch eine Radbremse 62 durch Reibung gebremst werden. Die Radbremse 62 kann hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch zugespannt werden. Sie kann die Betriebsbremsfunktion und vorteilhafterweise auch die Feststellbremsfunktion des Fahrzeugs ausführen.
Die Zuspannung der Radbremse kann auch unter Benutzung unterschiedlicher Energiequellen erfolgen, z. B.: eine hydraulische Betriebsbremse kombiniert mit einer elektromotorisch betätigten Feststellbremse.
Die Feststellbremsfunktion kann aber auch vom Hybridsteuergerät 10 oder vom Getriebesteuergerät 5a ausgeübt werden. Der Feststellbremsaktuator kann ins Getriebe integriert werden.
Die Feststellbremsfunktion ist dabei vorteilhafterweise verknüpft mit der Betriebsweise des Elektromotors 2 des Hybridfahrzeuges was insbesonders im Stop- und Go-Betrieb oder beim Starten/Anlassen des Verbrennungsmotors 1 sowie beim rein elektrischen Losfahren bis zu eine vorgebaren Maximalgeschwindigkeit oder bei dem verbrennungsmotorischen Anfahren also allen möglichen Fahrzeuganfahrfunktionen hilfreich ist. Im stop und go betrieb wird insbesonders bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten vorzugsweise rein elektrisch gefahren, eine weitere Einflussgröße für das einsetzen des rein elektrischen Fahrens ist der Beladungszustand des Fahrzeug, ein leeres Fahrzeug fährt bevorzugt rein elektrisch bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit.
Vorgewählt können diese unterschiedlichen Hybridfahrmodis durch Betätigen eines Betriebsartwahlschalters, dem Hybridbetriebsschalter 41 durch den Fahrer. An ihm kann auch vom Fahrer der Hybridbetrieb ganz abgeschaltet werden.
Hilfreichen Einfluss auf das Hybridfahrverhalten kann die Verknüpfung des aktuellen Fahrzeugstandpunktes mit einem GPS Navigationsgerät und der vom Fahrer im Navigationsgerät eingegebenen noch zu fahrenden Fahrstre cke haben, da das Navigationsgerät die 3D-Daten der zu fahrenden Gefällestrecken woraus sich dies Gefällesteigung errechnen lässt kennt und somit der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 in dessen Einschaltmoment und dessen Generatorbetriebszeit und der Generatorleistung bzw. dessen Bremsmoment beeinflussbar ist.
Es können auch elekrisch angetriebene Nebenverbraucher wie eine elektrische Zusatzheizeinrichtungen im Schubphasenebtrieb unter Zuhilfenahme von GPS Daten vorzeitig zugeschaltet werden so z. B. eine elektrische Scheibenheizung, dann kann der Fahrakku 8 oder die Batterie 9 durch diese vorgezogene maximale Entleerung des Energiespeichers mehr im Falle des kommenden vom GPS erfassbaren Bremsbetriebs- und Rekuperierbetriebes durch den Elektromotor 2 noch mehr Rekuperationsenergie aufnehmen.
So kann ein elektrisch angetriebener Kältekompressor 13 z. B. eine zusätzliche Kältearbeit von 45 KWh bereitstellen und dabei dem Fahrakku 8 ca. 15 KWh elektrische Arbeit entnehmen bevor der Lade- bzw. Rekuperierbetrieb durch den Elektromotor 2 startet. Für eine solche vorzeitige Zuschaltung elektrisch angetriebener Nebenverbraucher.
Insbesonders bei einer Erstabkühlung dann wenn das Fahrzeug leer abgestellt wurde und eine Ladestelle anfährt kann eine Reduktion der Laderaumtemperatur bis zu 50°C erforderlich sein. Die Kälteverdichterarbeit zur Laderaumabkühlung wird dann vorrangig GPS-gestützt nach eingegebener Fahrstrecke aus dem Fahrakku entnommen.
Es werden die Messwerte zur Ermittlung des Inhaltes des Energiespeichers die Raum oder -Kältespeichertempertur, der Speicherdruck eines Druckmit telspeichers 80, 81, sowie die Kennlinien und Wirkungsgrade der Nebenverbraucher bei der Vorausberechnung des Energiemanagements für den Antrieb mitberücksichtigt.
Bei einem Betonmischer kann ein Druckmittelbehälter z. B. zum Waschen des Fahrzeugs in einer solchen Situation gefüllt werden das entspricht 200 Nltr Luft.
Ein Reisebuss kann die Klimaanlage vorzeitig zuschalten, wobei 40 qm Luft mit zusätzlichem Frischluftanteil durch die Lüftung um 2–4°C vorzeitig abgekühlt werden. Bei der Erstabkühlung ist sogar eine Beim einem rein elektrischen Anfahren kann ab einer vorbestimmbaren gespeicherten Geschwindigkeit ein automatisches Starten des Verbrennungsmotors 1 ausgeführt werden.
Unterhalb dieser Geschwindigkeit wird dann rein elektrisch gefahren.
Der Fahrakku 8 darf bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor und elektrischem Fahren immer nur soweit entleert werden, dass zumindest der Verbrennungsmotor 1 noch sicher gestartet werden kann.
Es können für die Berechnung der vorzuhaltenden Verbrennungsmotorstartenergie aus dem Fahrakku 8 auch die äußeren Betriebsbedingungen wie die Außentemperatur oder die Motortemperatur mitberücksichtigt werden.
Rollt das Fahrzeug schon mit entsprechender Geschwindigkeit kann der Verbrennungsmotor 1 durch das Schließen der Kupplung 3 wie in 2 dargestellt direkt von den Rädern 65 gestartet werden um Starterstrom aus dem Fahrakku 8 zu sparen.
Die Motorecu 1a stellt dann vorzeitig die Aktuatoren der Motorsteuerung entsprechend ein im Falle eines bevorstehenden aktiven Starts des Verbrennungsmotors 1 ein durch den Elektromotor 2.
Dabei kann optional vom Elektromotor 2 angetriebener Zusatzlader 112 mit Vorschaltgetriebe einer übersetzung ca. 14 als Turbo vorzeitig zugeschaltet werden, dieser Verdichter erhöht den Sauerstoffanteil kurzeitig um Emissionen zu reduzieren.
Idealerweise hat ein solches Transportfahrzeug 70 keinen Rückwärtsgang und wird bei Betätigung der Schalthebels in eine die Stellung zum Rückwärtsfahren elektrisch betrieben. Dies kann auch für das Einrangieren des Transportfahrzeugs zum Laden oder Entladen hilfreich sein um keine Abgase zu erzeugen. Kombiniert mit einer elektrisch gesteuerten Lenkung wird das Einrangieren stark vereinfacht.
Beim Anfahren eines solchen Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor kann eine Funktion integriert werden, welche beim Umschalten des automatischen Schaltgetriebes in einen anderen Gang z. B. vom 1-ten gang in den 2-ten Gang das dann noch fehlende Getriebeausgangswellendrehmoment MGa ermittelt unter Zuhilfenahme eines elektrisch abgespeicherten Zugkraftdiagramms worin folgendes gilt:
MAg = f (Moment des Verbrennungsmotors, Übersetzungsverhältnis des Getriebes und der Verbrennungsmotorendrehzahl).
Das fehlende Moment und zuzuführende M-EMotor für ein konstantes MAg beim Hochschalten wird dann bei kontstanter Verbrennungsmotorenschalt drehzahl errechnet aus dem Übersetzungssprung beim hochschalten M-Emotor = (i1/i2 – 1).
Eins solche Funktion ermöglicht den Einsatz eines Getriebes mit weniger Schaltstufen z. B. 3 ein 3-Gang Getriebe anstelle eines 5 Gang Getriebes. Beim Zurückschalten gilt natürlich gleiches jedoch wirkt dann der Elektromotor 2 als Generator und rekuperiert er gibt also ein Bremsmoment ab.
Die Verbrennungsmotorenleistungseinstellung kann dann mit mehr Zeit der Drehzahl angepasst also beschleunigt werden wodurch sich auch die Abgasumweltbelastung Nox, CHx, und Co2 reduziert.
Der Schaltschlupf in der Zeit T10 während sie Kurbelwelle und die Getriebeingangs-welle durch die Kupplung 3 voneinander getrennt sind kann wie bei einem Doppelkupplungsgetriebe durch Zugeben des Elektromotorendrehmomentes-2 überbrückt werden, wodurch keine Zugkraftlöcher entstehen.
Durch Einregeln der entsprechenden Phasenströme für den Elektromotor 2 übernimmt dabei Hybridsteuergerät welches eine Vorgabe vom Verbrennungsmotorsteuergerät vorzugsweise über eine elektrische Datenleitung 1a erhält, wobei zumindest in einem der Steuergeräte es vorteilhaft wäre das Zugkraftdiagramm und das Verbrennungsmotorenkennfeld abzuspeichern.
Das Rückfahren- bzw. Rückwärtsdrehen des Elektromotors 2 wird durch den Wechselrichter 49 realisiert indem er die Phasenbestromungsreihenfolge verändert, womit sich das Vorzeichen des elektrischen Drehfeldes ändert.
Die Rückfahrgeschwindigkeit ist bei einer solchen Ausführung durch das Hybridsteuergerät 10 elektronisch gemessen und elektronisch begrenzt.
Der Zustand der Feststellbremse zeigt mit der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zusammen den Nebenverbrauchern an, dass diese teilweise in eine andere Betriebsart, der Stand- oder Parkbetriebsart umschalten können, womit die Motorabwärme bei noch laufendem Verbrennungsmotor anders zu bewerten ist da der Fahrtwind zur Kühlung ausfällt und so z. B. der Ventilator 118a des Kühlers 118b mehr Strom braucht, welcher vorgehalten werden muss.
Bei geparktem und abgestelltem Fahrzeug kann es vorteilhaft sein dass der Elektromotor 2 ein Klimakompressor 46b oder einem weiteren Kältekompressor antreibt.
Kühlaggregate müssen bei stehendem Fahrzeug und gleichbleibender Kühltemperatur und gleicher gemessener Außentemperatur eine erhöhte Kühlleistung bereitstellen. Ein Außentemperatursensor zeigt dem Kältesteueregerät 29 oder einem Klimasteuergerät den zusätzlichen unter Umständen vorzuhaltenden Energiebedarf an und beeinflusst die Antriebsweise des Kältemittelverdichters (13, 46b)
Das Kälteanlagensteuergerät 29 kann außerdem einen Anschluss zum seriellen elektrischen Datenaustausch mit einem Bremssteuergerät 43 oder dem Hybridsteuergerät 10 dem Tachographen 37 oder der Fahrzeugdiagnoseeinheit 37a haben um aktuelle und gespeicherte Betriebs- und Fehlerdaten auszutauschen zu speichern und dem Fahrer zur Verfügung zu stellen.
So weiß das Steuergerät 29 wieviel Energie aus dem Fahrakku 8 zum betrieb des Elektromotors 29 zu Verfügung steht.
Das Steuergerät 29 kann auch den Elektromotor 2 als vorzeitig als Generator zuschalten lassen, wenn der Fahrakku 8 zu wenig Energie für eine kommende bevorstehende Ladungslöschung gespeichert mit Kältekompressorbetrieb gespeichert hat und das dynamische Transporterfahrverhalten unter Berücksichtigung des dyn. Fahrverhaltens und des aktuellen Motorwirkungsgrades sowie eines gespeicherten Motorkennfeldes vom Verbrennungsmotor 1 dies erlaubt.
Eine für eine bestimmte Zeit geschlossene Feststellbremse bei abgeschalteter Zündung ist der Indikator dafür dass der Fahrer das Fahrzeug parken will. Und bei Nutzfahrzeugen ein zusätzlicher Indikator dafür gewisse Lade oder entlade oder eine Sonderfunktion ausführen will. Hierbei kann auch der Status eines Sitzsensors, eines Türsensors oder eines Gurtsensors weitere Indikatoren für das Fahrerverhalten liefern welche vom Steuergerät mit verknüpft werden können.
Dies hat den Vorteil dass ein zusätzliche Elektromotoren zum Antrieb der Nebenverbraucher mit Leistungen wischen 1 KW und 12 KW Leistung entfallen kann.
Zum Betrieb der Hydraulikpumpe 46 wird bei geparktem Fahrzeug die Kupplung 3 geöffnet um den stehenden Verbrennungsmotor nicht zu starten.
Es kann nun beispielsweise bei stehenden Verbrennungsmotor 1 das Kühlgut entladen werden und die Tiefkühlkammer bei stehendem Fahrzeug aus dem Fahrakku weiter gekühlt werden ohne dass der Fisch verdirbt und oder ein Verbrennungsmotor 54 zugeschaltet werden muss.
Dauert der Lade/Entladeorgang länger als z. B. 1,5 Std, so ist es möglich dem Fahrzeug von extern Strom am Stecker 34 zur Verfügung zu stellen und dabei sowohl ein aufladen des Fahrakkus als auch ein Betrieb des Elektromotors 14 mit zusätzlicher optionalen Kältespeicherung zu ermöglichen.
Die Ladebordwand 44 wird durch die Hydraulikpumpe 46 angetrieben vom Elektromotor 2 betätigt
Ist der Fahrakku 8 defekt, wird dieser durch den Schalter 58 abgetrennt und so ist die Nachversorgung der Steuergeräte durch die Batterie 9 weiter sichergestellt und der Strom zum Starten des Verbrennungsmotors 1 kann direkt vom Stecker 34 dem Elektromotor 2 zur Verfügung gestellt werden.
Um dann zumindest noch zur nächsten Werkstadt fahren zu können.
Es ist dann möglich den Hybridmodus in diesem Falle abzuschalten.
1 zeigt außerdem einen Schalter 33a welcher in der Lage ist die an den Wicklungen 2b des Elektromotors 2 angeschlossenen Kabel im Stromfluss zu unterbrechen. Der Schalter 33a kann in den Wechselrichter 49 integriert sein.
Das Bremssteuergerät 43 übernimmt zumindest teilweise die Aufgabe der Steuerung der Radbremse 62 in Abhängigkeit der Messwerte des Raddrehzahlsensors 36 und der Bremspedalwerte 38.
Der Schalter 33 ermöglicht eine elektrische Energieversorgung des Elektromotors 14 aus dem Fahrakku 8 oder direkt vom Elektromotor 2 im Falle dieser als Generator betrieben wird und der Fahrakku 8 bis zu einem vorge gebenen Wert aufgeladen ist. Somit ist es möglich das Bremsmoment bei einem Rekuperationsbetrieb (Schubbetrieb, Bremsbetrieb) des Elektromotors 2 auch dann noch zu energetisch zu nutzen wenn der Fahrakku aufgeladen ist. Anstelle des Elektromotors 14 können auch andere Verbraucher angeschlossen sein.
Typischerweise ist der Elektromotor 14 zum Antrieb des Kältemittelkompressors 13 an einer Kälteanlage 12 eines Kälteaufbaus angeordnet.
Ein Schalter 31 zeigt dem Kältesteuergerät 29 an ob die zusätzliche Kältekammer 19b leer ist.
Dem Elektromotor 14 und dessen Versorgung ist eine Sicherung 30 Zwischengeschaltet welche verhindert dass der Hybridantrieb des Transporters bei fehlerhaftem Kälteaggregat infolge z. B. Kurzschluss Schaden nimmt.
Das Kälteaggregat 12 wird gesteuert vom Kälteanlagensteuergerät 29, welches zumindest die Temperatur im zu Kühlraum 19a mit dem Temperaturfühlers 26 misst. Der Kühlraum kann ein Aufbau, eine Stadtbuskabine, oder ein Führerhaus sein, und die Zusatzkammer 19b eines Kühlraums für Küchenverpflegung im Reisebus darstellen.
Das Kälteanlagensteuergerät 29 erhält voreinstellbare Temperaturwerte welche vom Fahrer oder von extern einstellbar sind und regelt diesen Wert im Kühlraum ein.
Vorteilhafterweise hat das Kälteanlagensteuergerät 29 weitere Temperatursensoren 26 angeschlossen zum Erfassen der Temperatur in unterschiedlichen Kühlräumen.
Es kann außerdem die physikalischen Kältemitteldaten dessen Temperatur und den Druck des Kältemittels messen.
Vorteilhafterweise misst es die Temperatur eines in einem Bypass der Kältemittelleitung angeordneten Kältefestkörperspeichers 24.
Dies hat den Vorteil dass zusätzlich Bremsenergie in Form von Kälteenergie in einem der Kältefestkörperspeicher 24 z. B.: feste Werkstoffe oder Eis oder Flüssigkeiten während Schubphasen bzw. im Generatorbetrieb des Elektromotors 2 möglich ist. Vorzugsweise Flüssigkeiten deren Phasenübergang im Bereich der Speichertempertur liegt sind dabei interessant da dann die Enthalpie für den Phasenübergang mit speicherbar ist. Dabei kann die Flüssigkeit oder Gas auch permanent oder durch Rekuperierungsenergie zusätzlich unter Druck gesetzt werden.
Eisspeicher haben die Möglichkeit Energie wie der Fahrakku 8 aufzunehmen und dies mit dem Vorteil einer erhöhten Zyklussfestigkeit.
Der Festkörperspeicher 24 wird dabei zumindest mit einem Tempertursensor vom Kälteanlagensteuergerät 29 überwacht um bei erreichen seines maximalen Speicherinhalts dessen Speicherbetrieb abzuschalten.
Der Kältemittelfluss durch den Festkörperspeicher 26 wird durch ein Zuschaltventil 21 von der Kälteanlagensteuerung 29 gesteuert.
Die Kälteleistung bei eingeschaltetem Verdichter 13 wird durch den Kältemittelvolumenstrom und den Kältemitteldruck gesteuert.
Das Expansionsventil 21a des Kältemittels kann dabei vorteilhafterweise vom Steuergerät 29 beeinflusst werden. Die Verdichterdrehzahl kann vorteil hafterweise ebenfalls der erforderlichen Kälteleistung angepasst werden um die Verdichterlebensdauer zu verlängern.
Das Kälteanlagensteuergerät kann außerdem einen optional vorhandenen Verbrennungsmotor 15 zum antreiben des Kältemittelverdichters zumindest ein und abschalten. Der Füllstand des Tanks 54 wird mit dem Sensor 57 gemessen. Das Kältesteuergerät kann somit die Energieversorgung zum antrieb des Kompressors 13 optimieren und den Fahrer benachrichtigen wenn der Fahrakku und oder der Tank 54 nicht mehr genug energiegespeichert hat
Die Kältekammer 19a kann durch eine Wand 25 und eine Türe 51 unterteilt sein, womit es möglich ist eine vorhandene leere Kühlkammer tiefer abzukühlen als dies erforderlich ist um diese dann einer mit Kühlgut gefüllten Kammer zuzuschalten wenn dort die Temperatur unter die Temperatur der Leeren Kammer abfällt, indem die Türe 51 oder eine Luke 51 elektrisch hydraulisch oder pneumatisch geöffnet und nach Bedarf wieder geschlossen werden kann.
Somit ist es möglich die leere Kühlkammer 19b als Kältespeicher zumindest während Schub und Bremsphasen des Fahrzeugs und geladenem Fahrakku 8 zu verwenden. Dies ist insbesonders ohne installiertem Festkörperkältespeicher 24 hilfreich.
Diese Funktionsweise geht auch ohne dem zusätzlichen Fahrakku 8 des Transportfahrzeugs 70 bei vorhandenen Schubphasen bzw. im Bremsbetrieb des Elektromotors 2, dabei wird während einer solchen Fahrzeugbetriebsweise der Elektromotor 14 direkt vom stromgenerierenden Elektromotor 2 mit Strom versorgt und die erzeugte Kältearbeit in einer der Kühlkammern 19 oder dem Festkörperspeicher 24 gespeichert.
Vorteilhaft kann es auch sein, dass die Kühlsolltemperaturen während einer solchen Betriebsweise in einer Bremsphase verringert werden also das Kühlgut soweit abgekühlt wird dass es unter Berücksichtigung der zulässigen Kühltoleranzen stärker abgekühlt wird als bei einer fahrt bei welcher das Fahrzeug z. B. ein Überholmanöver durchführen muss oder sich in einer kritischen Situation befindet.
Es ist auch möglich den Elektromotor 2 dauernd als Generator für den Elektromotor 14 einzusetzen und im Falle des Motorstarts die Kupplung 3 zu schließen.
Das Schaltgetriebe 5 wird von einem Getriebesteuergerät 5a gesteuert, welches es ermöglicht den Ladebetrieb des Fahrakkus 8 zu optimieren da die automatische Getriebeschaltung durch den optimierten automatischen Übersetzungswechsel und die automatische Kupplungsbetätigung den Generatorbetrieb und Elektromotorenbetrieb des Elektromotors 2 durch eine immer ideale Übersetzungsauswahl schnell optimieren kann.
Das Schaltgetriebe 5 ist vorzugsweise als automatisches Schaltgetriebe mit elektromagnetischen Aktuatoren welche den Gangwechsel und die Kupplungsbtätigung vom Steuergerät 5a gesteuert ausführt. Die Aktuatoren werden mit Öl aus einer elektrisch angetriebenen Ölpumpe oder mit Druckluft verstärkt. Es können auch Elektromotoren als Stellmotoren für diese Funktionen eingesetzt werden. Der Status der Aktuatoren wird elektrosensorisch gemessen und dem Steuergerät 5a mitgeteilt.
Durch Betätigen des Dauerbremswertgebers 40 kann ein Generatorbremsmoment dazugeschaltet werden um das Transportfahrzeug bremsen.
Die Kupplung 3 ist dabei geschlossen und der Verbrennungsmotor wird mitgedreht und ist nicht abgeschaltet und läuft im Leerlauf mit.
Reicht das Bremsmoment des Elektromotors 2 im Generatorbetriebsmodus nicht aus, so wird das Bremsmoment des Verbrennungsmotors 1 dazugeschaltet und der Verbrennungsmotor 1 zum Bremsbetrieb durch eine Abgas oder eine Ladungswechseldrosselung bzw. durch Verändern der Ventilöffnungs- und Schließzeitpunkte bei abgeschalteter Kraftstoffzufuhr, angeregt wird.
Blockiert dann eines der Räder 65, gemessen wird dies durch einen der Raddrehzahlsensoren 36, so wird die Dauerbremswirkung unterbrochen, da nun das ABS des Bremssteuergerätes 43 den Bremsbetrieb übernehmen muss und somit der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 als sekundär eingestuft wird, wird der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 unterbrochen.
Kommt das Fahrzeug ins Schleudern welches durch den Querbeschleunigungssensor 71 gemessen wird, so auch hier der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 unterbrochen um der Fahrzeugstabilisierung durch Eingriff an der Radbremse 4 Vorrang zu geben. Nach erfolgter Stabilisierung des Transportfahrzeugs kann im Falle der Dauerbremsbetrieb noch gefordert ist der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 zum Versorgen von Nebenverbrauchern 14 oder zum Aufladen des Fahrzeugakkus 8 fortgesetzt werden. Bei einem unterbrochenem Generatorbetrieb infolge instabilem Fahrzeugverhaltendes Elektromotors 2 kann durch das Öffnen der Kupplung 3 der Antrieb des Kompressors 46 weitergeführt werden indem der Elektromotor 2 vom Generatorbetrieb auf Elektromotorenbetrieb umgeschaltet wird und aus dem Fahrakku versorgt wird.
Dur die Einstellung der Hybridbetriebswahlschalters 41 können weitere Abstimmungen vom Fahrer getroffen werden, So kann das Fahrzeug 70 auf maximale Energieeinsparung oder auf aktiven sportlichen schnellen F-Betrieb umgestellt werden, eine weitere Stellung für eine optimierte Geländegängigkeit bzw. Winterbetrieb ist auch hilfreich das dort eine besonders Schlupfarme Betriebsart der Antriebsräder 65 mit der Straße oder dem Fahrweg erforderlich ist, was eine weiche sanfte Abstimmung des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor 2 erfordert.
Beschreibung der 2
Der Generator-Betriebszykluss des Elektromotors 2, also dessen Einschaltmoment, dessen Einschaltdauer und die Art dessen Regelung bzw. Art dessen Schlupfregelung also auch die Steuerung dessen Bremsmomentes und der generierter Stromstärke sind.
Desweiteren kann der Einheit eine Lenkhilfepumpe 82 welche durch eine schaltbare Kupplung der welle vom Elektromotor 2 verbindbar ist und parallel zum Klima oder Kältekompressor angetrieben werden kann angeflanscht oder integriert werden. Diese Lenkhilfepumpe kann durch eine Sychronschalteinrichtung oder eine Kupplung hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch betätigt werden und ist im Ausfall der Elektronik vorzugsweise abgeschaltet. Bei Zusätzlicher Anordnung eines Hydraulikdrucksicherheitsventiles im Druckmittelausgang zur Absicherung der Pumpe und daran angeschlossener Aktuatoren gegen Bersten kann diese auch optional beim Elektronikausfall als vorzugsweise eingeschaltet angeordnet werden.
Eine Einheit 81 bestehend aus einer Pumpe für Vakuum oder einer Druckmittelpumpe zur Bremskraftunterstützung kann ebenfalls mit den Merkmalen der stromlosen geschlossenen Betriebsweise oder bei Anordnung eines Druckmittelsicherheitsventiles in der Druckleitung mit der Einheit 73 verbunden sein. Vorzugsweise ist auch noch ein Druckmittelspeicher mit dem Druckmittelausgang der Pumpe 81, 82 verbunden, und befestigt.
Beide Einheiten 81 und 82 können im ESP Regelfall bei Fahrzeuginstabilitäten durch das Öffnen der Kupplung 3 vom Verbrennungsmotor abgetrennt werden. Die Brems- und Lenkkraftunterstützung wird dann direkt vom Elektromotor 2 welcher sofort zeitüberschneidend durch eine Phasenstromanpassung des Wechselrichterst vom Generatorbetrieb zum Elektromotorenbetrieb umgeschaltet wird, so dass fast kein merklicher Drehzahlverlust bei den Nebenverbrauchern ankommt. Optional kann auch ein Luftverdichter zur Luftfederung der Transportfahrzeugs z. B. für SÜV's bzw. LKW's oder ein Ansaugluftverdichter für den Verbrennungsmotor z. B. in Scroll oder Kolben-Verdichterbauart mit einer optionalem Druckbehälterspeicherung zur Turboaufladung des Verbrennungsmotors als Ersatz eines E-Turboladers vom Elektromotor 2 angetrieben werden.
2 zeigt den Rail 99 mit verbindbaren Nebenverbrauchermodulen 81, 82, vorzugsweise sind die Nebenverbraucher als modul angeschraubt und im Antrieb schaltbarbar.
An den Flanschstellen zwischen Railgehäuse 102c und dem Raildeckel- bzw. den Fußflansche der Nebenverbraucher 81, 82 ec.. können Formdichtungen 163 mit Kanälen angebracht sein in welchen Druck-Kühl und Schmiermittel geleitet werden kann, Somit ist es möglich auf viele Bohrungen zum Führen dieser Schmier- und Kühl-Medien zu verzichten und diese Medien in den Kanälen zu verteilen.
Im Falle das Railgehäuse ein separates Gehäuse ist, sind zwischen dem Gehäuse des Verbrennungsmotors 1 in dem Railgehaöuse weitere Dichtungen zum Leiten dieser flüssigen Medien angebracht und deren Kanalabdichtung damit vorgenommen werden.
Es sind Magnetventile 100e angebracht und vorzugsweise am Rail 99 befestigt welche es ermöglichen die einzelenen Kupplungen zu und abschalten zu können. Die Magnetventile sind vorteilhafterweise in einer separaten Öffnung zugängig austauschbar und zusammengefasst.
Sie sind über den Stecker 76a ansteuerbar. Es kann zusätzlich eine Elektronik am 78b am Rail 99 vorgesehen sein welche zumindest einen Versor gungsspannungseingang und eine serielle Schnittstelle zur Datenübertragung beinhalten.
Diese Steuerelektronik 78b kann das Schlupf- und Verschleißverhalten des Rails 99 mit den Schaltkupplungen überwachen, indem es die Railwellendrehzahl ermittelt durch den Sensor 11 mit den daten der Nebeneverbrauchersteuerelektroniken 125, 84 vergleicht. Bei massivem Schlupf nimmt das leistungsverhalten also der Druckgradient der Nebenverbraucher ab.
Desweiteren kann diese Steuerelektronik die Vorzugsweise in einem Modul zusammengefassten Magnetventile 100e auf Fehler z. B. Kurzschluss überwachen. Das Steuergrät 78b kann über eine Datenschnittstelle mit den Nebenverbrauchern z. B. 81, 82 kommunizieren um einen sicheren Betrieb des Nebenverbaucherantriebs und der Kupplungen, der Dichtrungen, der Kanalführung mit Dichtungen sowie der Railwelle 100 zu gewährleisten. Das Steuergerät kann eine Eigenadiagnose machen und ist Offboard-Diagnose fähig.
Im Falle die Railelektrionik 78b zumindest das Nebenverbraucherenergiesparmanagement übernimmt ist es möglich den Verkabelungsaufwand zu reduzieren und sicherer zu machen, da dann die Aktoren der Nebenverbraucher aus dem Fahrakku 8 und der Batterie 9 versorgbar über den von der Batterie 9 zum Fahrakku 8 umschaltbaren Anschluss Vcc versorgbar sind,
Insbesonders die Betriebs und Feststellbremse sowie Sicherheitssteuerungen wie ESP ACC, oder auch die triebstrangsteuerungen könnenf vorteil hafterweise mit VCC also aus beiden elektrischen Energiespeichern im Falle einer ausfällt versorgt werden
Die Schaltbefehle gehen alle vorteilhafterweise über ein Datenprotokoll am Stecker 78a ein womit mit der Reduktion des Kabelaufwandes auch das EMV Verhalten des Transporters 70 ist verbesserbar ist.
Der Steckeraufwand am Motorsteuergerät reduziert sich.
In der Railwelle 100 befinden sich zudem Bohrungen 146 zur Druckmittelführung zum Schalten der Kupplungen zu deren ein und Abschaltung dieser Nebenverbraucher.
Ein teil der Elemente des Rails 99 können auch in ein anderes Gehäuse 1c integriert werden.
Die in den Railwellenritzel 100b dargestellten Kupplungen sind als Lammellenkupplungen vorzugsweise in kegel oder mehrscheibenbauweise ausgeführt.
Sie werden vorzugsweise elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt, In der Darstellung sind die Kupplungen als hydraulisch betätigte nasse Mehrscheibenkupplung, welche ins hohle Antriebsritzel integriert ist.
Eine Feder schließt dies Kupplung bei Strom oder druckölausfall und ein Ausrückkolben der sich mit der Railwelle 100 mit drehen kann drückt die Beläge gegen die Federkraft auseinander. Die Kupplung ist geöffnet, der Nebenverbraucher steht
Die Druckölführung ist in Form von Bohrungen in der Welle untergebracht. Ein Ausrücklager ist nicht erforderlich der Verschleiß von Dichtungen und Lager ist minimiert.
Die Railwelle läuft in Gleitlagern 103 die Wälzpunkte und Gleitstellen werden mit Öl angespritzt und durch Nebel geschmiert.
Es ist auch möglich diese Kupplungen in die Railräder welche auf der Welle der Nebenverbraucher 81, 82 in ähnlicher Bauweise zu integrieren.
Es ist auch möglich die Nebenverbraucher dauernd anzutreiben und mit Stellventilen deren Fördervolumen oder Förderdruck zu beeinflussen diese Stellventile können dann vom zugehörigen Steuergerät 84, 125 angesteuert werden oder deren Ansteuerung wird von einer anderen elektrischen Steuerung 1a, 78b 5a, 10 übernommen.
Der Lüfter 118a wird hier vorteilhaft über ein Riemenrad 162 oder ein Kettenrad angetrieben das Riemenrad 162 kann durch die Kupplung 76a geöffnet werden.
Durch PWM-Betrieb der Kupplung 76a kann der Lüfter 118a stufenlos in der Lüfterleistung geregelt werden entsprechend des Kühlbedarfs bzw. der gemessenen Kühlwassertemperatur T.
Vom optionalen Anschluss 142 kann die Öldruckversorgung für die Nebenverbraucherschmierung der Nebenverbraucher 81, 82 etc. und/oder deren Aktuatorik auch von der Getriebeölpumpe 141 aus erfolgen
Beschreibung der 3
Zeigt eine Railanordnung bei welcher die Nebenverbraucher 81, 46b 13 rechtwinklig zur Railwelle 100 angeordnet sind.
Dabei sind die Zahnräder Railwellenrad 100b und Railwellenritzel 100a, als Kegelräder ausgeführt. Auch hier kann eine Schaltkupplung zum ein und abschalten eines der Nebenverbraucher ins Antriebsritzel oder Antriebrad 100a oder 100b integriert werden. Es können auch Schrauben- oder Hypoidverzahnungen zur Verbesserung der Laufruhe angeordnet sein.
Beschreibung der 4
Zeigt einen Luftpresser 81 zum Versorgen einer Luftfederung oder der Bremsanlage eines Transportfahrzeuges 70 durch den Ölvorlaufanschluss wird dem Kompressor Schmieröl zugeführt und durch den Schmierölrücklaufanschluss zurücklaufen lassen.
Im Falle der Kompressor nicht durch Öl gekühlt werden kann und wassergekühlt ist, so wird das Kühlwasser von der Kühlpumpe 115 zum Kompressor 81 gepumpt wo zumindest ein Teil der Wärme an den Ventilplatten des Kompressors mit dem Kühlwasser welches am Kühlwasseraustritt wieder abgeführt wird.
Wird ein derartiger Kompressor bzw. Bremskraftunterstütztungspumpe 81 am Rail 99 betrieben, so ist es möglich mit dem Rail 99 alle Versorgungsantriebe für Schmierung, Kühlung vom gleichen Elektromotor 2 mit welchem auch der Nebenverbraucher 81 angetrieben wird zur Verfügung zu stellen. Alle optionalen Elektromotoren mit deren Verkabelung entsprechend dem heutigen Stand der Technik entfallen. Die Gewichtsersparnis durch diese Anordnung kompensiert ungefähr das Gewicht des Elektromotors 2.
Beschreibung der 5
Zeigt eine hydraulische Lenkhilfepumpe 82 bei welcher das Fördervolumen durch Veränderung des Hubvolumens verändert wird.
Optional darunter dargestellt ist eine Bypassteuerung welche bei gleichbleibendem Hubvolumen durch ein elektrisch mittels PWM betätigbares Bypassventil das Fördervolumen und die Förderleistung verändert werden kann.
Beschreibung der 6
Durch den Railantrieb ergibt sich ein anders Brems und Rekuperierverhalten der Transportfahrzeugs 70 gegenüber dem Stand der Technik
6 zeigt die Summierung des Rekuperier- und Bremsmomentmomente.
M2 ist das Maximal mögliche Bremsmoment des Elektromotors 2.
Bei geöffneter Kupplung 3 reicht das nicht aus, so kann eine Bremsdruckunterstützungspumpe zugeschaltet werden desweiteren kann der Kälteverdichter 13, ein Klimakompressor 46b der Lüfter 118a beim Bremsbetrieb zugeschaltet werden und den Elektromotor 2 bei seinem Dauerbremsvorgang unterstützen, womit sich ein köheres Summenbremsmoment „Bsum” ergibt.
Vorteilhaft ist wenn diese Nebenverbraucher ihre Bremsenergie aus der Schub bzw. Bremsphase speichern. können oder gar den Verbrauch vorzie hen können mit den GPS gestützt die Energiespeicher vorher optimieren können also ein Energiesparmanagement betreiben können.
Bei einem elektrischen Antrieb der Nebenverbraucher gespeist aus dem Fahrakku ist ein Ausüben eines zusätzlichen Bremsmomentes auf den Triebstrang nicht möglich.
Bei einem mittleren Transportfahrzeug mit einem Kältetransportaufbau ist die Summe der zeitweisen zuschaltbaren Nebenverbraucherleistungen akkumuliert ca. 45 KW.
Desweiteren wird das Transportfahrzeug 70 wird im Antriebsverhalten mitbestimmt vom Fahrzeugausrollverhalten in fast allen der vorkommenden Betriebsweisen also auch im Rekuperier- und Bremsbetrieb Dieses Fahrzeugausrollverhalten wird ermittelt beim Beschleunigen und Ausrollen vorzugsweise aus vom GPS angegebener ebener Straße.
Zusätzliche wichtige Einflüsse auf das Antriebsverhalten des Transportfahrzeugs 70 mit Hybridantrieb sind z. B. der von einem Reifenkontrollsystem 83 gemessene Reifendruck mit den daraus ableitbaren Größen sowie der vorzugsweise mit dem Sensor 42 gemessene angegebene oder ermittelte Beladungszustand des Transportfahrzeugs 70.
Das Hybridsteuergerät kann zudem den Reifentyp als elektronische Information erhalten und das Antriebsverhalten der Rekuperier-, Brems-, Boost- und der Lastregelung ((= Lastpunktanhebung der Verbrennungsmaschine durch paralleles laden des Fahrakku 8 durch den Elektromotor 2 im Falle der Verbrennungsmotor 1 außerhalb des besten Wirkungsgrades läuft und der Fahrakku 8 Strom ausnehmen kann bzw. geladen werden muss)) anpassen.
Fallt der Reifendruck während der Fahrt so wird der Hybridfahrbetrieb des Transporters 70 angepasst, da sich auch dann sein und das Fahrzeugrollverhalten verändert.
Wird eine Liftachse oder eine vor- bzw. eine Nachlaufachse bzw. deren Bälge und Zylinder zusätzlich belüftet gesenkt oder zu bzw. abgeschaltet, so wird auch dieser Einfluss vom hybridsteuergerät direkt oder indirekt mit berücksichtigt indem das Betriebsverhalten des Elektromotors 2 des Transportfahrzeug 70b beeinflusst wird. Auch das verhalten dieser Zusatzachsen hat Einfluss auf das rollverhalten des Transportfahrzeugs 70.
Dies kann ein Drucksensor zum Messen eines Luftfederbalgdruckes im Falle einer Luftfederung sein oder es ist ein Wegsensor sein der den Durchfederungsweg zumindest an der Hinterachse misst.
Der Beladungssensor 42 kann aber auch in Form eines digitalen Rechenwertes durch das Bremssteuergerät 43 ermittelt wird im Bremssteuergerät 43 integriert sein.
Dieser Rechenwert wird ermittelt indem bei einer gewissen Bremspedalbewegung das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs überprüft wird. Ein leeres Fahrzeug verzögert schneller und ein volles schweres Fahrzeug langsamer.
Desweiteren wird im Falle ein Anhängerbetrieb vorgesehen ist auch eine Anhängerdetektionsüberwachung durch das Detektieren der Steckersituation eines elektrischen Steckers zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug vorteilhafterweise integriert, damit kann das Schieben infolge des Gewichts des Anhängers beim Rekuperationsbetrieb mit eingerechnet werden.
Ein Ankuppeln kann auch durch das anstecken Bremskraftübertagender Leitungen detektiert werden indem sich deren Druckmittelstrom verändert. Der dargestellte Dauerbremsschalter 40 wird vom Fahrer betätigt wenn er eine längere Bergabfahrt vor sich hat. Vorteilhafterweise hat er eine Raste und bleibt in der geschalteten Stellung, im Falle er mehrstufig schaltbar ist, lässt sich die Dauerbremse noch besser vorgegeben.
Der gemessene Beladungszustand bestimmt die Rekuperationsdauer mit, indem bei beladenem Zustand des Transportfahrzeugs vorzugsweise länger rekuperiert also elektrisch stromgenerierend gebremst wird. Der Generatorstrom wird vergrößert bei beladenem Fahrzeug wobei dann das Bremsmoment des Elektromotors prinzipiell größer ist als bei leeren Fahrzeug.
Das rein elektrische Fahren im Stop und Go wird bei beladenem Transportfahrzeug 70 reduziert von z. B. 45 km/h auf 30 km/h oder sogar vorzugsweise bei beladenem Fahrzeug ganz abgeschaltet, um den Fahrakkuinhalt 8 zum Start des Verbrennungsmotors 1 beim anfahren zu verwenden und die Nebenverbraucher 14 sicher versorgen zu können.
Reicht das Bremsmoment des Elektromotors 2 im Generatorbetriebsmodus nicht aus, so wird das Bremsmoment des Verbrennungsmotors 1 dazu geschaltet indem die Kupplung 3 geschlossen wird und der Verbrennungsmotor 1 zum Bremsbetrieb durch ein Abgas oder eine Ladungswechseldrosselung bzw. durch Verändern der Ventilöffnungs- und Schließzeitpunkte bei abgeschalteter Kraftstoffzufuhr, angeregt wird.
Blockiert eines der Rader 65, gemessen durch einen der Sensoren 36, so wird die Dauerbremse und das Rekuperieren unterbrochen, da nun der ABS Regelalgorhytmus des Bremssteuergerätes 43 den Bremsbetrieb übernehmen muss und somit der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 als sekundär eingestuft werden soll, womit der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 unterbrochen wird.
Dreht eines der Räder im hybridbetrieb beim fahren oder Beschleunigen der Transporters durch, so wird ein ASR-Modus eingeschaltet bei welchem das durchdrehende rad leichte eingebremst wird und der Elektromotor 2 in seinem Antriebsmoment zurückgeregelt wird, dabei wird die Fahrgeschwindigkeit des Tranporters 70 vorteilhafterweise mitberücksichtigt um die Abregelung nicht zu Lange oder zu stark zu machen.
Kommt das Fahrzeug ins Schleudern welches durch den Querbeschleunigungssensor und Gierratensensor bzw. den zusätzlich den Lenkwinkelsensor 71 gemessen wird, so wird auch hier der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 unterbrochen um der Fahrzeugstabilisierung durch Eingriff an der Radbremse 62 Vorrang zu geben. Nach erfolgter Stabilisierung des Transportfahrzeugs kann im Falle der Dauerbremsbetrieb noch gefordert ist der Generatorbetrieb des Elektromotors 2 zum Versorgen von Nebenverbrauchern 13 oder zum Aufladen der Fahrzeugbatterie 8 fortgesetzt werden.
Außerdem ist hier ein optionaler elektrischer Verbraucher z. B. ein Elektromotor 47 als Drehstrommotor oder Gleichstrommotor mit optionaler Drehrichtungsumschaltung zum Betrieb der Ladebordwand 44 dargestellt.
Beschreibung der 7
7 zeigt die Lesitungshyperbel des Verbrennungsmotors 1 und die Drehmomentenverläufe bei drei unterschiedlichen Übersetzungen in abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit. Daraus ergibt sich ein Leistungsdefizit PE beim umschalten. Dieses fehlende Moment kann beim Transportfahrzeug 70 vortrilhafterweise bei durch die elektromotorenleistung PE kompensiert werden womit sich ein sehr komfortables Fahren ergibt als wäre z. B. in vollautomatisches 9 Gang Getriebe ins Fahrzeug eingebaut.
Desweiteren ist die Schaltzeit T10 welches beim Einkupplungsgetriebe fürs Schalten der Kupplung 3 beim Gangwechsel des Schaltgetriebes 5 benötigt wird.
In dieser Zeit T10 wird hier die Zugkraftunterbrechung beim Umschalten in einen anderen Gang z. B. von i1 in i2 durch zusätzliches Bestromen des Elektromotors 2 überbrückt

Claims

Hauptanspruch: Antriebssystem für ein Transportfahrzeug 70, bestehend aus; – einem Verbrennungsmotor 1 – einem Verbrennungsmotorsteuergerät 1a – zumindest einem Übersetzungsgetriebe 5 mit automatisch veränderlicher Übersetzung, angeordnet zwischen dem Differential 4 und dem Verbrennungsmotor 1, – einer Kupplung 3 zum Trennen des Schaltgetriebes 5 vom Verbrennungsmotor 1 – dadurch gekennzeichnet, mehrere Nebenverbraucher durch ein parallel zur Kurbelwelle 1b liegendes und am Verbrennungsmotor 1 eingebautes Rail 99 angetrieben werden kann, und am Ende des Rails stirnseitig des Verbrennungsmotors zumindest einer der Nebenverbraucher durch einen Riemen oder Kettentrieb angetrieben werden kann und zumindest ein Teil der Nebenverbraucher 81, 82, 1188a 46b, 13 von der Railwelle 100 abkoppelbar sind.
Antriebssystem für ein Transportfahrzeug 70 dadurch gekennzeichnet, dass die Railwelle 100 mit einem Kardanelement 101 angetrieben wurd und dass zumindest einen Teil der Baulänge des Elektromotors 2 überbrücken kann, und die Achsversätze S1, S2 zwischen Ant riebswelle im Getriebe 102 und der Railwelle 100 kardanisch ausgleichen kann.
Antriebssystem für ein Transportfahrzeug 70 nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen 114, 115 zur Schmierung bzw. zur Kühlung der Railwelle 100 und zumindest eines Nebenverbrauchers 81 von der Railwelle 100 angetrieben werden kann.
Antriebssystem für ein Transportfahrzeug 70 nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teil der Nebenverbraucher von der Railwelle 100 beim Auftreten von Fahrzeuginstabilitäten gemessen durch ESP oder ABS abgeschaltet werden können.
Antriebssystem für ein Transportfahrzeug 70 nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teil der Nebenverbraucher 81, 82, 46b 13 von der Railwelle 100 beim Auftreten von Schubphasen gemessen durch das Verbrennungsmotorensteuergerät 1a in einem Schubphasenmodus zugeschaltet werden.
Antriebssystem für ein Transportfahrzeug 70 nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass zumindest einer der Nebenverbraucher 118a, 81, 82, 13, 46b am Rail 99 im Bremsbetrieb parallel zum rekuperierenden Elektromotor 2 dazugeschaltet werden kann.
Verfahren zum Betrieb eines Nebenverbrauchers 81, 82, 46b, 13, 47 des Transportfahrzeugs 70 dadurch gekennzeichnet, eine vorzeitige Entleerung der elektrischen Energiespeicher 8, 9, noch vor dem Erreichen einer zu fahrenden Brems- bzw. Rekuperierstrecke vom vorhandenen GPS Gerät beeinflusst bzw. veranlasst wird.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern 81,82, 46b, 13, 47 dadurch gekennzeichnet dass die Railwelle 100 einen zuschaltbaren Lüfter 118a antreiben kann.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern, dadurch gekennzeichnet, dass im Railgehäuse Magnetventile 100e zum Steuern der Nebenverbraucher 118a, 81, 82, 13, 46b angeordnet sind.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern, 118a, 81, 82, 13, 46b dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik 78b angebracht ist welche die Magnetventile 100e steuert.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern 81, 82 13, 46b, dadurch gekennzeichnet dass die Kanäle in Formdichtiungen 163 eingebracht sind, welche die Nebenverbraucherkühlmittelleitung 114 und Nebenverbraucherschmiermittelleitung 115a abdichten.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern, dadurch gekennzeichnet dass die Kanäle in die Railwelle 100 zumindest zur Versorgung der Lager 103 eingebracht sind, und die Railwelle 100 mit Schmieröl von einer Pumpe 114, 141 mit Schmieröl versorgt wird.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern 81, 82, 118a, dadurch gekennzeichnet dass die Railwelle Bohrungen enthält durch welche das von den Magnetventilen 100e ausgehende Öl zum Schalten von Kupplungen 76a... fliesen kann.
Rail 99 zum Antrieb von Nebenverbrauchern, dadurch gekennzeichnet dass die Railwelle in einem eigenen Railgehäuse untergebracht ist.
Verfahren zum Betrieb des Rails 99, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlupfverhalten der Kupplung zumindest eines der zugeschalteten Nebenverbraucher von einem Nebenverbrauchersteuergerät überwacht wird, wobei dieses Steuergerät von einem Steuergerät 10, 5b, 1a über die Drehzahl des Elektromotors 2 informiert wird.
Verfahren dadurch gekennzeichnet dass für ein Transportfahrzeug 70 der Reifendruck und der Beladungszustand den Einsatz des Elektromotors 70 mitbestimmt,
Nebenverbrauchereinheit 81, 82 mit einem Gehäuse 101e welches formschlüssig am Railgehäuse 102c befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Nebenverbrauchereinheit eine Schaltkupplung 76a eingebaut ist welcher das Rad 101a mit dem Verdichterwelle der Bremskraftunterstützungspumpe 81 verbinden kann und ein elektromagnetischer Aktuator zum Betätigen dieser Schaltkupplung verwendet wird.