DE19729033C1 - Method of operating a drive system, esp. a diesel electric drive system, for motor vehicles - Google Patents

Method of operating a drive system, esp. a diesel electric drive system, for motor vehicles

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Abstract

The method involves feeding the drive power of a machine operated as a generator in traction mode at least indirectly into a braking device in the form of a hydrodynamic retarder coupled to the machine. The entire power generated by electric drive wheel motors can be fed via the generator into the braking device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für den Einsatz in Fahrzeugen, insbesondere eines dieselelektrischen Antriebssystems, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1, ferner ein Antriebssystem, insbesondere ein dieselelektrisches Antriebssystem für den Einsatz in Fahrzeugen zur Durchführung des Verfahrens, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 14. Ein solches Verfahren und Antriebssystem sind bekannt durch den nachstehend genannten Sonderdruck G 1401 der Firma J.M. Voith GmbH.The invention relates to a method for operating a drive system for use in vehicles, especially a diesel-electric one Drive system, in detail with the features from the preamble of Claim 1, further a drive system, in particular a diesel-electric Drive system for use in vehicles to carry out the Procedure, in detail with the features from the preamble of Claim 14. Such a method and drive system are known by the special print G 1401 from J.M. Voith GmbH.

Antriebssysteme in Form eines Hybridantriebes, d. h. einer Kombination aus einer Verbrennungskraftmaschine und einem Elektromotor, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Der Sonderdruck der Firma J. M. Voith GmbH, G 1401, offenbart ein dieselelektrisches Antriebssystem für Nutzfahrzeuge, insbesondere für Stadtbusse. Dieses umfaßt wenigstens einen, mit wenigstens einem Antriebsrad wenigstens mittelbar koppelbaren und als sogenannter Radmotor fungierenden Elektromotor, welcher vorzugsweise als Transversalflußmaschine ausgeführt ist. Die einzelnen Radantriebsmotoren werden wenigstens von einer Wechselrichtereinheit mit elektrischer Leistung versorgt. Des weiteren ist eine im Traktionsbetrieb, d. h. im normalen Fahrbetrieb bei Kraftflußrichtung von der Verbrennungskraftmaschine zu dem das Antriebsrad antreibenden Elektromotor als Generator betreibbare elektrische Maschine vorgesehen, welche ebenfalls vorzugsweise als Transversalflußmaschine ausgeführt sein kann. Die im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine ist mechanisch mit einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor, koppelbar. Der Generator ist mit den als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren elektrisch gekoppelt. Zur Erzeugung der elektrischen Leistung wird die als Generator im Traktionsbetrieb betreibbare elektrische Maschine durch einen Vierquadrantenwechselrichter angesteuert. Für die Vorgabe der Sollwerte der Radmotoren (Drehmoment, Strom) sowie die Drehzahlsteuerung der Verbrennungskraftmaschine ist eine übergeordnete Fahrsteuerung vorgesehen, welche u. a. in der Lage ist, den Fahrerwunsch auszuwerten. Die als Generator betreibbare elektrische Maschine wird wenigstens im Traktionsbetrieb als Generator betrieben, weshalb diese nachfolgend auch nur als Generator bezeichnet wird. Die als Generator betreibbare elektrische Maschine ist vorzugsweise auch im Motorbetrieb betreibbar.Drive systems in the form of a hybrid drive, d. H. a combination of an internal combustion engine and an electric motor are in one Numerous designs known. The special print by J. M. Voith GmbH, G 1401, discloses a diesel-electric drive system for Commercial vehicles, especially for city buses. This includes at least one at least indirectly coupled with at least one drive wheel and as So-called wheel motor functioning electric motor, which preferably as Transversal flow machine is executed. The individual wheel drive motors are at least one inverter unit with electrical power provided. Furthermore, one is in traction mode, i.e. H. in normal Driving operation in the direction of power flow from the internal combustion engine to the the drive wheel driving electric motor operable as a generator electrical machine provided, which also preferably as Transverse flux machine can be executed. The in traction operation as Electrical machine is mechanically operated with a generator Internal combustion engine, in particular a diesel engine, can be coupled. The Generator is with the electric motors acting as wheel drive motors electrically coupled. To generate the electrical power, the as  Electrical machine operated by a traction generator Four-quadrant inverter controlled. For specifying the setpoints of the Wheel motors (torque, current) and the speed control of the Internal combustion engine is a superordinate driving control provided which u. a. is able to evaluate the driver's request. The as a generator operable electrical machine is at least in Traction operation operated as a generator, which is why this is only in the following is called a generator. The electrical that can be operated as a generator The machine can preferably also be operated in motor operation.

Die Wechselrichter für die den Antriebsrädern zugeordneten Elektromotoren und den Generator sind über einen Spannungszwischenkreis, vorzugsweise in Form eines Gleichspannungszwischenkreises, miteinander gekoppelt. Hierbei besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Wechselrichter zu einer einzigen Baugruppe zusammenzufassen.The inverters for the electric motors assigned to the drive wheels and the generator are via a voltage intermediate circuit, preferably in Form of a DC link, coupled together. Here there is also the option of combining the individual inverters into a single one Summarize assembly.

Im Bremsbetrieb werden die als Antriebsmotoren fungierenden Elektromotoren generatorisch betrieben. Die Steuerung der Größe des an den generatorisch betriebenen Elektromotoren erzeugten Drehmomentes, welches zur Erzeugung einer bestimmten elektrischen Leistung führt, die in den Zwischenkreis einspeisbar ist, erfolgt über die den Elektromotoren zugeordneten Stelleinrichtungen, bei welchen es sich vorzugsweise um die den Elektromotoren zugeordneten Wechselrichtereinheiten handelt. Die erzeugte elektrische Leistung wird in der Regel in den Zwischenkreis eingespeist, und in einem Bremswiderstand, welcher mittels einem Bremssteller aus dem Zwischenkreis ansteuerbar ist, umgesetzt. Vorrichtungsmäßig ist dazu dem Spannungszwischenkreis eine Stelleinheit in Form eines Bremsstellers zur Ansteuerung des Bremswiderstandes vorgesehen, wobei der Bremswiderstand als flüssigkeitsgekühlter Widerstand ausgeführt ist und die an ihm erzeugte Verlustwärme direkt oder indirekt in den Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine eingespeist wird. In der Regel wird lediglich ein erster Leistungsanteil der von den generatorisch betriebenen Elektromotoren erzeugten elektrischen Leistungen am Bremswiderstand umgesetzt. Ein weiterer zweiter Leistungsanteil der von den Elektromotoren im Generatorbetrieb erzeugten und in den Spannungszwischenkreis eingespeisten elektrischen Leistung wird zum Antrieb der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine im Motorbetrieb genutzt. Der Generator, welcher starr mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist, treibt somit auch die Verbrennungskraftmaschine an, dies bedeutet, die Verbrennungskraftmaschine wird geschleppt. Ein Teil des zweiten Leistungsanteiles wird dabei zur Überwindung der inneren Widerstände der Verbrennungskraftmaschine benötigt. Zusätzlich wird dann auch die Motorbremseinrichtung aktiviert. Die Motorbremseinrichtung, welche auch als Auspuffbremse bezeichnet wird, nutzt zum Bremsen die bei Viertaktmotoren erforderliche Verdichtungsarbeit des Verdichtungstaktes und die Drosselwirkung des Ausstoßens im vierten Takt aus. Die Verbrennungskraftmaschine läuft dabei im Schiebebetrieb. Zur Erhöhung der Bremswirkung ist das Auspuffrohr durch eine Drosselklappe verschließbar und/oder die Kraftstoffzufuhr wird abgestellt. Durch die Aktivierung der Motorbremseinrichtung kann ein bestimmter Anteil der von den Elektromotoren im Generatorbetrieb erzeugten elektrischen Leistung in den Dieselmotor eingespeist und umgesetzt werden. Durch die entsprechende Auslegung des dieselelektrischen Antriebssystems und die Aufteilung der umzusetzenden elektrischen Energie besteht die Möglichkeit, beispielsweise den Bremswiderstand lediglich nur für einen ersten Leistungsanteil bestimmter Größe auszulegen.In braking mode, those that act as drive motors Electric motors operated as generators. Controlling the size of the to the generated electric motors generated torque, which leads to the generation of a certain electrical power, which in the DC link can be fed in via the electric motors assigned control devices, which are preferably the the inverter units associated with the electric motors. The Electrical power generated is usually in the intermediate circuit fed, and in a braking resistor, which by means of a Brake actuator can be controlled from the DC link, implemented. In terms of the device, an actuating unit is in the voltage intermediate circuit Form of a brake actuator for controlling the braking resistor provided, the braking resistor as a liquid-cooled resistor is executed and the waste heat generated on it directly or indirectly in the coolant circuit of the internal combustion engine is fed. In  As a rule, only a first part of the power is generated by the generator operated electric motors generated electrical power on Braking resistor implemented. Another second part of the performance of the Electric motors generated in generator mode and in the Voltage intermediate circuit fed electrical power becomes Drive the electrical that can be operated as a generator in traction mode Machine used in engine operation. The generator, which is rigid with the Internal combustion engine is coupled, thus drives the Internal combustion engine, this means that Internal combustion engine is being towed. Part of the second Power share is used to overcome the internal resistance of the Internal combustion engine needed. In addition, the Engine brake device activated. The engine brake device, which also as Exhaust brake is called, used for braking the four-stroke engines required compression work of the compression cycle and the Throttling effect of ejection in the fourth stroke. The The internal combustion engine runs in push mode. To increase the Braking effect, the exhaust pipe can be closed by a throttle valve and / or the fuel supply is switched off. By activating the Engine braking device may have a certain percentage of that of the Electric motors in generator mode generate electrical power in the Diesel engine can be fed and implemented. By the appropriate Design of the diesel-electric drive system and the division of the electrical energy to be converted is possible, for example the braking resistor is only determined for a first power component Size.

Ein Nachteil derartig ausgeführter Antriebssysteme besteht darin, daß zusätzlich zum dieselelektrischen Antriebssystem der Bremswiderstand und der Bremssteller vorgesehen werden müssen. Diese Bauteile benötigen einen bestimmten Bauraum und weisen ein bestimmtes, nicht zu vernachlässigendes Gewicht auf. Zusätzlich fallen auch die Kosten für diese Bauteile an. Ein Verzicht auf den Bremswiderstand zur Umsetzung wenigstens eines Anteiles der von den Elektromotoren im Generatorbetrieb erzeugten elektrischen Leistung ist nicht möglich, da die Motorbremseinrichtung allein nicht ausreicht, um die gesamte, von den Elektromotoren im Generatorbetrieb erzeugte und in den Zwischenkreis eingespeiste elektrische Leistung umzusetzen.A disadvantage of such drive systems is that in addition to the diesel-electric drive system, the braking resistor and the brake actuator must be provided. These components need one certain space and assign a certain, not  neglecting weight. In addition, the cost of this also falls Components. A waiver of the braking resistor for implementation at least a share of those generated by the electric motors in generator operation electrical power is not possible because the engine brake device alone not enough to cover the whole of the electric motors in generator mode generated electrical power and fed into the intermediate circuit to implement.

Eine Ausführung mit Bremswiderstand ist des weiteren in der DE-PS 559 147 offenbart. In dieser ist ein Hybridsystem beschrieben, umfassend eine im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine, welche elektrisch mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor koppelbar ist. Im Betriebszustand "Bremsen" werden dabei die Fahrmotoren generatorisch betrieben und die im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine motorisch. Die Bremsenergie wird zur Kompression in den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine genutzt. Zusätzlich ist diese Möglichkeit der Erzeugung von Bremsenergie mit einer Bremsung über einen Bremswiderstand kombinierbar. Auch hier gelten die Nachteile, wie für die Ausführung gemäß dem Sonderdruck G 1401.A version with braking resistor is also in DE-PS 559 147 disclosed. In this a hybrid system is described, comprising an im Traction operation as a generator operated electric machine, which can be electrically coupled to at least one electric drive motor. in the The traction motors are generated as generators in the "braking" operating state operated and the electrical operated in traction as a generator Machine motorized. The braking energy is used for compression in the Cylinders of the internal combustion engine used. In addition, this is Possibility of generating braking energy with braking via one Braking resistor can be combined. The disadvantages apply here as well Version according to the special print G 1401.

Bremssysteme für konventionelle Antriebssysteme, d. h. einen mechanischen Direktantrieb, sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 44 46 288 A1 und DE 196 41 557 A1 bekannt. Diese sind mit hydrodynamischen Bremseinrichtungen in unterschiedlicher Form ausgestattet.Brake systems for conventional drive systems, i. H. a mechanical one Direct drive, are for example from the publications DE 44 46 288 A1 and DE 196 41 557 A1. These are hydrodynamic Brake devices equipped in different forms.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Des weiteren sind eventuell vorzunehmende konstruktive Veränderungen am Antriebssystem mit geringem konstruktivem und steuerungstechnischem Aufwand sowie geringen Kosten zu realisieren. The invention is therefore based on the object of a method for operating to further develop a drive system of the type mentioned at the beginning, that the disadvantages mentioned are avoided. Furthermore, there may be constructive changes to be made to the drive system with little constructive and control engineering effort as well as low costs to realize.  

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 und die vorrichtungsmäßige Umsetzung durch die Merkmale des Anspruchs 14 charakterisiert. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The achievement of the object is through the features of Claim 1 and the device implementation by the features of Claim 14 characterized. Advantageous designs and Further developments are given in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird ein Antriebssystem für Fahrzeuge, umfassend wenigstens einen, wenigstens mit einem Antriebsrad wenigstens mittelbar koppelbaren Elektromotor, eine Verbrennungskraftmaschine, eine mit der Verbrennungskraftmaschine mechanisch koppelbare und im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine sowie eine elektrische Kopplung zwischen dem Generator und den Elektromotoren, derart im Bremsbetrieb, d. h. im Generatorbetrieb der mit den Antriebsrädern wenigstens mittelbar koppelbaren Elektromotoren, betrieben, daß die durch die Elektromotoren erzeugte elektrische Leistung zum Antrieb des Generators und damit einem Betreiben im Motorbetrieb genutzt wird und durch wenigstens mittelbare Einspeisung in eine, mit dem Generator koppelbare Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders umgewandelt wird. Das Fahrzeug und die generatorisch betriebenen Elektromotoren treiben somit bei bestehender und aktivierter elektrischer Kupplung den Generator und die Aktivelemente der Bremseinrichtungen an. An dieser Bremseinrichtung wird dann wenigstens mittelbar ein Bremsreaktionsmoment erzeugt welches dem von der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine im Motorbetrieb erzeugten Moment entgegengesetzt gerichtet ist. Die als Generator im Traktionsbetrieb betreibbare elektrische Maschine entzieht somit im Motorbetrieb dem Zwischenkreis fortlaufend elektrische Leistung, so daß entsprechend der Ansteuerung der Elektromotoren im Generatorbetrieb über eine länger Zeitdauer ein bestimmtes Bremsmoment an den Antriebsrädern, welches durch das erzeugte Drehmoment im Generatorbetrieb der Elektromotoren charakterisiert ist, erzeugt wird.According to the invention, a drive system for vehicles is included at least one, at least indirectly with a drive wheel connectable electric motor, an internal combustion engine, one with the Internal combustion engine mechanically connectable and in traction mode electric machine that can be operated as a generator and an electric machine Coupling between the generator and the electric motors, such as in Braking operation, d. H. in generator mode with the drive wheels at least indirectly coupled electric motors that operated by the electric motors generate electrical power to drive the generator and thus an operation in engine operation is used and by at least indirect feed into one that can be coupled to the generator  Braking device converted into a hydrodynamic retarder becomes. Drive the vehicle and the generator-operated electric motors thus the generator with an existing and activated electrical clutch and the active elements of the braking devices. At this The braking device then becomes a braking reaction torque at least indirectly which generates that which can be operated as a generator in traction mode opposite electrical machine generated in motor operation torque is directed. The electrical that can be operated as a generator in traction mode The machine continuously withdraws from the DC link during motor operation electrical power, so that according to the control of the Electric motors in generator operation over a longer period of time certain braking torque on the drive wheels, which by the Characterized generated torque in generator operation of the electric motors is generated.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die Nachteile einer Ausführung entsprechend dem Stand der Technik zu vermeiden, im einzelnen kann auf den elektrischen Bremswiderstand sowie den dazu erforderlichen steuerungstechnischen Aufwand verzichtet werden. Durch die Einspeisung wenigstens eines erheblichen Teiles der von den Elektromotoren im Generatorbetrieb erzeugten elektrischen Leistung in eine Bremseinrichtung bietet den Vorteil, auf bereits bekannte konventionelle Bremseinrichtungen zurückzugreifen, die bereits in großen Stückzahlen produziert werden. Des weiteren sind auf Seiten der Leistungselektronik, insbesondere im Bereich des Spannungszwischenkreises, keine Zusatzkomponenten mehr erforderlich, so daß sich der dieselelektrische Antrieb wesentlich vereinfacht. Der Einsatz konventioneller Bremseinrichtungen bietet des weiteren den Vorteil, daß es sich hierbei bereits um langerprobte und daher im wesentlichen um fehlerfrei arbeitende Technologien handelt.The solution according to the invention makes it possible to overcome the disadvantages of an embodiment to avoid according to the state of the art, in particular the electrical braking resistor and the necessary control engineering effort can be dispensed with. Through the feed at least a significant part of the electric motors in the Generator operation generated electrical power in a braking device offers the advantage of already known conventional braking devices to fall back on, which are already produced in large numbers. Of others are on the power electronics side, especially in the area of DC link, no additional components required, see above that the diesel-electric drive is significantly simplified. The stake conventional braking devices also has the advantage that it already tried and tested and therefore essentially error-free working technologies.

Vorzugsweise wird die gesamte im Betriebszustand BREMSEN von den als Generator betreibbaren Elektromotoren erzeugte elektrische Leistung über den Generator, der in diesem Fall im Motorbetrieb betrieben wird, in wenigstens eine Bremseinrichtung eingespeist. Die Bremseinrichtungen können verschiedenartig ausgeführt sein. Dabei besteht die Möglichkeit, separat zur Verbrennungskraftmaschine zusätzliche Bremseinrichtungen zu nutzen, beispielsweise in Form
The entire electrical power generated in the BRAKE operating state by the electric motors that can be operated as a generator is fed into at least one braking device via the generator, which in this case is operated in engine operation. The braking devices can be designed in different ways. It is possible to use additional braking devices separately from the internal combustion engine, for example in the form

  • 1. eines hydrodynamischen Retarders gemäß der Erfindung,1. a hydrodynamic retarder according to the invention,
  • 2. einer elektrischen Wirbelstrombremse.2. an electric eddy current brake.

Separat oder zusätzlich kann die Bremseinrichtung durch die Nutzung von bestimmten Maßnahmen an der Verbrennungskraftmaschine, z. B. in Form einer Konstantdrossel, gebildet werden.The braking device can be operated separately or additionally by using certain measures on the internal combustion engine, e.g. B. in the form a constant choke.

Im einzelnen können zwei Betriebsweisen unterschieden werden:
A distinction can be made between two modes of operation:

  • 1. Jeweils ein erster Anteil der von den als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im Betriebszustand BREMSEN im generatorischen Betrieb erzeugten elektrischen Gesamtleistung wird zum Antrieb der Verbrennungskraftmaschine über die im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare Maschine, welche in diesem Betriebszustand motorisch betreibbar ist, genutzt, wobei die Verbrennungskraftmaschine bereits eine erste Bremseinrichtung bilden kann, und ein zweiter Anteil der von den als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugten elektrischen Gesamtleistung wird in eine zweite Bremseinrichtung, den hydrodynamischen Retarder, eingespeist.1. In each case a first share of those used as wheel drive motors functioning electric motors in the operating state BRAKES in total electrical output generated during generator operation to drive the internal combustion engine via the in Traction operation as a generator operated machine, which in this Operating state is operated by motor, used, the Internal combustion engine already form a first braking device can, and a second share of those as wheel drive motors acting electric motors generated in generator mode total electrical power is transferred to a second braking device hydrodynamic retarder, fed.
  • 2. Die von den als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugte elektrische Gesamtleistung wird entweder in eine erste Bremseinrichtung oder eine zweite Bremseinrichtung erfindungsgemäß in Form eines hydrodynamischen Retarders eingespeist.2. The electric motors acting as wheel drive motors in the total electrical power generated during generator operation either in a first braking device or in a second Braking device according to the invention in the form of a hydrodynamic Retarders fed.

Entsprechend der gewünschten Betriebsweise im Bremsbetrieb sind dann die Antriebssysteme zu gestalten. Im erstgenannten Fall ist dem Antriebssystem, insbesondere dem Generator bzw. der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine, die zweite Bremseinrichtung zugeordnet. Die mechanische Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine und Generator bleibt während des Betriebszustandes BREMSEN bestehen.According to the desired mode of operation in braking mode are then To design drive systems. In the former case, the drive system especially the generator or the generator in traction mode operable electrical machine assigned to the second braking device. The mechanical connection between the internal combustion engine and The generator remains in operation during the BRAKES operating state.

Für die zweite Betriebsweise kann das Antriebssystem für den Fall, daß es sich bei der Motorbremseinrichtung um eine entsprechend weiterentwickelte Ausführung, wie beispielsweise die Konstantdrossel handelt, frei von der zweiten Bremseinrichtung sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Antriebssystem derart auszuführen, daß die zweite Bremseinrichtung vorgesehen ist, wobei jedoch zwischen Generator und Verbrennungskraftmaschine eine Unterbrechung des Kraftflusses derart möglich ist, daß die Verbrennungskraftmaschine vom Generator entkoppelt wird.For the second mode of operation, the drive system in the event that it the engine brake device has been developed accordingly Execution, such as the constant throttle, is free of second braking device. Another possibility is that Execute drive system such that the second braking device is provided, but between the generator and Internal combustion engine such an interruption of the power flow it is possible for the internal combustion engine to be decoupled from the generator becomes.

Zu Erläuterungszwecken wird auch für den Fall, daß eine Erzeugung eines Bremsmomentes lediglich über die separate zur Verbrennungskraftmaschine vorgesehene Bremseinrichtung erfolgt, diese in den nachfolgenden Ausführungen als zweite Bremseinrichtung bezeichnet.For explanatory purposes, also in the event that a generation of a Braking torque only via the separate to the internal combustion engine provided braking device takes place in the following Designs referred to as the second braking device.

Für die Anordnung der zweiten Bremseinrichtung im Antriebssystem ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einzelnen handelt es sich bei den Bremseinrichtungen um Bremssysteme, bei welchen die Bremsmomente durch Drehmomente erzeugt werden. Die zweite Bremseinrichtung, welche als hydrodynamischer Retarder ausgeführt ist, kann dabei entweder
There are a multitude of possibilities for arranging the second brake device in the drive system. In particular, the braking devices are braking systems in which the braking torques are generated by torques. The second braking device, which is designed as a hydrodynamic retarder, can either

  • a) bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb vor der Verbrennungskraftmaschine, d. h. beispielsweise auf der Lüfterseite im Bereich des Kurbelwellenzapfens oder abera) based on the direction of force flow  in traction mode in front of the internal combustion engine, d. H. for example on the fan side in the area of the crankshaft journal or but
  • b) bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb hinter der Verbrennungskraftmaschine und vor der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine angeordnet sein.b) based on the direction of power flow in traction mode behind the Internal combustion engine and before that can be operated as a generator electrical machine.

Die Kopplung der zweiten Bremseinrichtung mit der Kurbelwelle bzw. der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Verbindungswelle zwischen Verbrennungskraftmaschine und Generator kann dabei entweder direkt oder über einen Hochtrieb erfolgen.The coupling of the second brake device to the crankshaft or Output shaft of the internal combustion engine and / or the connecting shaft between the internal combustion engine and the generator can either directly or via a high drive.

Die Anordnung der zweiten Bremseinrichtung direkt auf der Kurbelwelle bzw. der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine, d. h. den Hauptantriebsstrang, setzt voraus, daß eine mechanische oder funktionale Entkopplung im Betriebszustand FAHREN, d. h. im Nichtbremsbetrieb, zwischen zweiter Bremseinrichtung und Hauptantriebsstrang bzw. Kurbelwelle möglich ist, da ansonsten im Traktionsbetrieb, d. h. dem Antrieb der Räder über die Verbrennungskraftmaschine erhebliche Anteile der von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Leistung als Verlustleistungen in die Bremseinrichtungen eingespeist werden. Dies kann im einzelnen dadurch erzielt werden, daß die Rotoren - bei Ausführung der zweiten Bremseinrichtung als hydrodynamischer Retarder das Rotorschaufelrad und bei Ausführung der zweiten Bremseinrichtung als elektrische Wirbelstrombremse der Rotor - beispielsweise über eine entsprechende Kupplungseinrichtung - entweder mit der Kurbelwelle oder dem Hauptantriebsstrang drehfest verbindbar oder aber von diesen entkoppelbar sind. Die funktionale Entkoppelung einer Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders erfolgt durch Entleerung im Nichtbremsbetrieb. Im unbefüllten Zustand werden dann jedoch ebenfalls Leistungsanteile zur Umwälzung der Luftmassen zwischen Rotor- und Statorschaufelrad benötigt, welche dann als Verlustleistung dem Hauptantriebsstrang entzogen wird.The arrangement of the second braking device directly on the crankshaft or the output shaft of the internal combustion engine, d. H. the Main powertrain, requires a mechanical or functional Decoupling in the DRIVE operating state, d. H. in non-braking mode, between the second braking device and the main drive train or crankshaft is possible because otherwise in traction mode, i.e. H. the drive of the wheels on the internal combustion engine significant proportions of the Internal combustion engine generated power as power loss in the Brake devices are fed. This can be done in detail achieved that the rotors - when executing the second Brake device as a hydrodynamic retarder, the rotor blade wheel and when the second braking device is designed as an electrical one Eddy current brake of the rotor - for example via a corresponding one Coupling device - either with the crankshaft or the Main drive train rotatably connectable or decoupled from them are. The functional decoupling of a braking device in the form of a hydrodynamic retarder takes place by emptying in the non-braking mode. In the unfilled state, however, power components are also used  Circulation of the air masses between the rotor and stator impeller is required which is then withdrawn from the main drive train as a power loss.

Bei Anordnung der zweiten Bremseinrichtung zur Kurbelwelle oder der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Verbindungswelle zwischen Verbrennungskraftmaschine und als Generator betreibbare elektrische Maschine in einem Nebenzweig, welcher vorzugsweise über einen Hochtrieb mit den genannten Wellen koppelbar ist, bestehen für die Aktivierung und Deaktivierung der zweiten Bremseinrichtung die folgenden Möglichkeiten:
If the second braking device is arranged in relation to the crankshaft or the output shaft of the internal combustion engine and / or the connecting shaft between the internal combustion engine and an electrical machine which can be operated as a generator and which can preferably be coupled to the above-mentioned shafts via a high drive, there is activation and deactivation of the second braking device the following options:

  • - An- bzw. Abkopplung des Nebenzweiges vom Hauptantriebsstrang, der Kurbelwelle oder der Abtriebswelle und/oder- Coupling and uncoupling of the branch from the main drive train, the Crankshaft or the output shaft and / or
  • - der An- bzw. Abkopplung des Rotors der Bremseinrichtung vom Nebenzweig.- The coupling or uncoupling of the rotor of the braking device from Second branch.

Zur Realisierung der Kopplungsfunktionen werden vorzugsweise konventionelle Kupplungseinrichtungen, beispielsweise in Form von synchronisierbaren Klauenkupplungen, eingesetzt. Für die Ausführung des Hochtriebes finden vorzugsweise einfache Drehzahl Drehmomentenwandlungseinrichtungen, umfassend wenigstens einen Stirnradzug, Verwendung. Auch hierbei ist eine lediglich funktionale Entkoppelung der zweiten Bremseinrichtung denkbar, beispielsweise bei Ausführung der zweiten Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders durch Entleerung des Arbeitskreislaufes. Allerdings werden dann dem Antriebsstrang im Fraktionsbetrieb Leistungsanteile zum Antrieb des Nebenzweiges entzogen, weshalb diese Möglichkeit nur bedingt zur Anwendung kommen wird.To implement the coupling functions are preferred conventional coupling devices, for example in the form of synchronizable dog clutches used. For the execution of the High drive preferably find simple speed Torque conversion devices comprising at least one Spur gear train, use. Here, too, is only functional Decoupling of the second braking device is conceivable, for example at Execution of the second braking device in the form of a hydrodynamic Retarders by emptying the working circuit. However, then the powertrain in the fraction operation power shares to drive the Secondary branch withdrawn, which is why this possibility is limited to Application will come.

Ausführungen des Antriebssystems, in welchen die zweite Bremseinrichtung, bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb, vor der Verbrennungskraftmaschine, d. h. auf Seiten des Lüfterantriebes, angeordnet sind, sind nur nach der ersten Betriebsweise betreibbar. Dies bedeutet, daß in jedem Fall zum Zwecke der Einspeisung wenigstens des zweiten Leistungsanteiles in die zweite Bremseinrichtung die Verbrennungskraftmaschine über die als Generator betreibbare elektrische Maschine angetrieben werden muß. Freigestellt ist, ob der erste Leistungsanteil der von den als Antriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugten elektrischen Gesamtleistung nur zur Überwindung der inneren Reibungswiderstände der Verbrennungskraftmaschine genutzt wird und damit durch die Verbrennungskraftmaschine eine geringe Bremswirkung erzielt werden kann oder ob bereits die Verbrennungskraftmaschine als erste wirksame Bremseinrichtung eingesetzt wird. Im letztgenannten Fall sind dazu entsprechende Maßnahmen an der Verbrennungskraftmaschine vorzusehen, welche eine Erhöhung der Motorbremswirkung ermöglicht, beispielsweise das Verschließen des Auspuffrohres durch eine Drosselklappe und die Abstellung der Kraftstoffzufuhr. Des weiteren kann die Verbrennungskraftmaschine zur Erhöhung der Motorbremswirkung mit einer Konstantdrossel ausgeführt werden.Designs of the drive system in which the second braking device, based on the direction of power flow in traction, before  Internal combustion engine, d. H. arranged on the side of the fan drive are only operable after the first mode of operation. This means that in in any case for the purpose of feeding at least the second Power share in the second braking device Internal combustion engine via the electrical operated as a generator Machine must be driven. It is optional whether the first Power share of the electric motors that act as drive motors total electrical power generated in generator operation only for Overcoming the internal frictional resistances of the Internal combustion engine is used and thus by the Internal combustion engine a low braking effect can be achieved or whether the internal combustion engine is the first effective Brake device is used. In the latter case, this includes to take appropriate measures on the internal combustion engine, which enables an increase in the engine braking effect, for example that Close the exhaust pipe with a throttle valve and shut it down the fuel supply. Furthermore, the internal combustion engine can Increasing the engine braking effect with a constant throttle become.

Die letztgenannten Möglichkeiten, welche die Nutzung der Verbrennungskraftmaschine als erste Bremseinrichtung beinhalten, bieten den Vorteil, daß die zweite Bremseinrichtung entsprechend dem von der ersten Bremseinrichtung umgesetzten und verbrauchten ersten Leistungsanteiles hinsichtlich der Aufnahmefähigkeit des zweiten Leistungsanteiles geringer dimensioniert werden muß. Des weiteren bietet diese erste Betriebsweise, welche sich durch die kombinierte Nutzung von Verbrennungskraftmaschine und zusätzlicher separater Bremseinrichtungen als Bremseinrichtungen auszeichnet, bietet aufgrund der Dimensionierungsmöglichkeiten den Vorteil eines geringen erforderlichen Bauraumes und geringer Kosten. Im Antriebssystem ist lediglich die zweite Bremseinrichtung vorzusehen, während die Möglichkeiten, welche ein konventionell gestaltetes Antriebssystem bereits bietet, optimal ausgenutzt werden können.The latter options, which the use of Include internal combustion engine as the first braking device, offer the Advantage that the second braking device corresponds to that of the first Braking device implemented and used first power share lower in terms of the absorption capacity of the second power component must be dimensioned. Furthermore, this first mode of operation offers which is due to the combined use of internal combustion engines and additional separate braking devices as braking devices distinguished, offers the advantage due to the dimensioning options a small space requirement and low cost. in the Only the second braking device is to be provided during the drive system  the possibilities that a conventionally designed drive system already has offers, can be optimally used.

Die erste Betriebsweise kann auch mit einer Anordnung der zweiten Bremseinrichtung bzw. das Retarders, bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb, hinter der Verbrennungskraftmaschine und vor dem Generator realisiert werden. In diesem Fall ist auch während des Betriebszustandes BREMSEN eine Kopplung zwischen der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine und der Verbrennungskraftmaschine zu gewährleisten. Beide, Verbrennungskraftmaschine und Bremseinrichtung, werden parallel mit den entsprechenden Leistungsanteilen der erzeugten elektrischen Gesamtleistung versorgt. Auch bei dieser Ausführung des Antriebssystems ist es denkbar, daß in der ersten Betriebsweise der von der Verbrennungskraftmaschine umgesetzte bzw. verbrauchte erste Leistungsanteil lediglich dem Aufrechterhalten wenigstens des Leerlaufbetriebes der Verbrennungskraftmaschine dient. In diesem Fall wird ein wesentlicher Teil der erzeugten elektrischen Gesamtleistung an der zweiten Bremseinrichtung umgesetzt. Eine Aufteilung der Leistungsanteile in gleicher Weise auf Verbrennungskraftmaschine und zweite Bremseinrichtung ist ebenfalls möglich.The first mode of operation can also be arranged with the second Braking device or the retarder, based on the direction of force flow in Traction operation, behind the internal combustion engine and in front of the Generator can be realized. In this case, even during the Operating state BRAKES a coupling between the im Traction operation as a generator operated electric machine and the Ensure internal combustion engine. Both, Internal combustion engine and braking device, are in parallel with the corresponding power shares of the total electrical power generated provided. It is also conceivable in this embodiment of the drive system that in the first mode of operation of the internal combustion engine implemented or used first performance share only that Maintaining at least idle operation of the Internal combustion engine is used. In this case, an essential part the total electrical power generated at the second braking device implemented. A distribution of the performance shares in the same way Internal combustion engine and second braking device is also possible.

Die Bestimmung der an den einzelnen Bremseinrichtungen umzusetzenden Leistungsanteile erfolgt jeweils für den konkreten Einsatzfall durch Auswahl und Auslegung der Bremseinrichtungen. Die Realisierung der Leistungsaufteilung und die dafür zu realisierenden erforderlichen Maßnahmen, insbesondere die Auslegung der Bremseinrichtungen, liegen im Ermessen des Fachmannes. Dieser ist angehalten, das gesamte Antriebssystem, insbesondere die Einzelkomponenten, dahingehend zu dimensionieren, daß wenigstens entsprechende Mindestleistungsanteile von beiden Bremseinrichtungen umgesetzt werden können. The determination of those to be implemented on the individual braking devices Performance shares are made for each specific application by selection and design of the braking devices. The realization of the Performance allocation and the necessary to be realized Measures, in particular the design of the braking devices, are in the Expert's discretion. This is stopped, the whole Drive system, especially the individual components dimension that at least corresponding minimum power components of Both braking devices can be implemented.  

Zur Realisierung der zweiten möglichen Betriebsweise, d. h. lediglich der Umsetzung der gesamten erzeugten elektrischen Leistung an einer der möglichen Bremseinrichtungen - erster Bremseinrichtung oder zweiter Bremseinrichtung -, können die Antriebssysteme ebenfalls unterschiedlich modifiziert werden. Für den Fall der Umsetzung der erzeugten elektrischen Gesamtleistung an der ersten Bremseinrichtung, welche von der Verbrennungskraftmaschine bzw. einem, mit diesem gekoppelten Bauteil gebildet wird, kann das Antriebssystem frei von einer weiteren zweiten Bremseinrichtung ausgeführt sein. Dies bietet den Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne zusätzliche Maßnahmen, insbesondere Umbaumaßnahmen, in konventionellen hybriden Antriebssträngen, bei welchen bereits die Motorbremseinrichtungen in den entsprechenden Modifikationen vorhanden sind, durchgeführt werden kann.To implement the second possible mode of operation, i. H. only the Implementation of the total electrical power generated at one of the possible braking devices - first braking device or second Brake device -, the drive systems can also be different be modified. In the event of implementation of the electrical generated Total output on the first braking device, which of the Internal combustion engine or a component coupled to it is formed, the drive system can be free from another second Brake device to be executed. This has the advantage that the Method according to the invention without additional measures, in particular Conversion measures in conventional hybrid drive trains at which the engine brake devices already have in the corresponding Modifications exist, can be carried out.

Eine derartige Modifikation besteht im Vorsehen einer die Kompressionsventil- Motorbremse, wie in der Motortechnischen Zeitschrift 56 (1995) 7/8. S. 418-423 beschrieben. Bei dieser Konstantdrossel-Motorbremse ist ein kleines zusätzliches Ventil im Zylinderkopf während des Motorbremsbetriebes (mit und ohne Motorbremsklappe, d. h. Auspuffklappe) dauernd geöffnet. Diese, den einzelnen Zylinderköpfen zugeordneten Ventile werden gemeinsam mit Druckluft betätigt. Das Ventil bewirkt, daß zwar bereits beim Komprimieren der im Brennraum befindlichen Luft ein geringer Teil dieser komprimierten Luft in den Auspuff abgeblasen wird, jedoch wegen des kleineren kalibrierten Überströmquerschnittes trotzdem ein relativ hoher Kompressionsdruck im Brennraum erzeugt wird. Im Betrieb im Bereich des oberen Totpunktes des Kolbens im Verdichtungstakt entweicht dann ein großer Teil der Luft. Damit sinkt der Druck im Brennraum stark ab, und der Kolben wird nur noch mit einer geringeren Kraft nach unten gedrückt. Im Ausstoßtakt arbeitet der Kolben gegen den durch die geschlossene Bremsklappe erzeugten Abgasgegendruck. Das Dekompressionsventil wird dabei nicht mehr nur während des gesamten Arbeitsspiels offengehalten, sondern nur noch während einer kurzen Zeit vom oberen Totpunkt bis zu einem bestimmten Winkelbereich nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungstakt geöffnet. Dadurch wird während der Kompressionsphase die volle Kompressionsarbeit gewonnen und der maximal mögliche Zylinderinnendruck erreicht. Wenn dann das Dekompressionsventil geöffnet wird, kann der größte Teil der verdichteten Luft in den Abgaskrümmer überströmen. Durch den reduzierten Zylinderdruck wird der Kolben nicht mehr nach unten gedrückt. Nachdem durch den begrenzten Überströmquerschnitt nicht die gesamte Zylinderfüllung ausströmen kann, bleibt auch nach dem Expansionstakt noch genügend Luftmasse im Brennraum, um im Ausschiebetakt gegen eine geschlossene Bremsklappe Ausschiebearbeit gewinnen zu können. Im einzelnen ist dieses System in der obengenannten Druckschrift ausführlich beschrieben. Hiermit wird diese Druckschrift bezüglich der Beschreibung der Dekompressionsventil-Motorbremse voll umfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit aufgenommen.Such a modification consists in the provision of a compression valve Motor brake, as in Motortechnische Zeitschrift 56 (1995) 7/8. Pp. 418-423. This constant throttle motor brake is a small one additional valve in the cylinder head during engine braking (with and without an engine brake flap, d. H. Exhaust flap) permanently open. This, Valves assigned to the individual cylinder heads are used together with Compressed air operated. The valve causes that already when compressing the Air in the combustion chamber contains a small part of this compressed air the exhaust is blown off, but because of the smaller calibrated Überströmquerschnittes a relatively high compression pressure in the Combustion chamber is generated. In operation in the area of the top dead center of the Pistons in the compression cycle then escape a large part of the air. In order to the pressure in the combustion chamber drops sharply, and the piston is only included with a lower force. The works in the exhaust stroke Piston against that generated by the closed brake flap Exhaust back pressure. The decompression valve is no longer just there kept open throughout the work cycle, but only  for a short time from top dead center to a certain one Angular area after top dead center opened in the compression cycle. This will do the full compression work during the compression phase won and the maximum possible cylinder pressure reached. If then the decompression valve is opened, most of the compressed Flow air into the exhaust manifold. Due to the reduced cylinder pressure the piston is no longer pressed down. After by the limited overflow cross-section not the entire cylinder filling can flow out, remains sufficient even after the expansion cycle Air mass in the combustion chamber in order to push against a closed one Brake flap to be able to win push-out work. In detail this is System described in detail in the above publication. Herewith this document will be used to describe the Decompression valve engine brake fully in the Disclosure content of this application included.

Die zweite Möglichkeit der Realisierung der zweiten Betriebsweise besteht darin, die Verbrennungskraftmaschine vollständig vom Generator während des Betriebszustandes BREMSEN zu entkoppeln und die von den als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren erzeugte elektrische Gesamtleistung in einer zweiten Bremseinrichtung vollständig abzubauen bzw. umzusetzen. Zu diesem Zweck kann zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine eine Einrichtung zur Unterbrechung des Kraftflusses, vorzugsweise in Form einer schaltbaren Kupplung, vorgesehen werden. Die zweite Bremseinrichtung ist entweder direkt auf einer Verbindungswelle zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine angeordnet oder in einem Nebenzweig zu dieser Verbindungswelle über einen Hochtrieb. Bei direkter Anordnung des Retarders auf dieser Verbindungswelle ist vorzugsweise eine Zu- und Abschaltbarkeit über eine Kupplungseinrichtung vorzusehen. Bei Anordnung in einem Nebenzweig zur Verbindungswelle, d. h. bei Antrieb über einen Hochtrieb, kann entweder der Hochtrieb und/oder die Bremseinrichtung mit der Verbindungswelle bzw. wenigstens indirekt über den Hochtrieb mit der Verbindungswelle koppelbar sein. Auch in diesem Fall können den einzelnen zuschaltbaren Elementen Kupplungseinrichtungen, vorzugsweise in Form von synchronisierten Klauenkupplungen, zuschaltbar sein.The second possibility of realizing the second mode of operation is in that the internal combustion engine completely from the generator to decouple the operating state of the BRAKES and those of the as Electric motors that function as wheel drive motors produce electrical ones Completely reduce overall performance in a second braking device or to implement. For this purpose you can choose between the Internal combustion engine and the electrical operated as a generator Machine a device for interrupting the flow of power, preferably in the form of a switchable clutch. The second Braking device is either directly on a connecting shaft between the Internal combustion engine and the electrical operated as a generator Machine arranged or in a branch to this connecting shaft via a high drive. When the retarder is arranged directly on it Connection shaft is preferably a switch on and off via a To provide coupling device. When arranged in a branch to  Connecting shaft, d. H. when driving via a high drive, either the High drive and / or the braking device with the connecting shaft or at least indirectly coupled to the connecting shaft via the high drive his. In this case too, the individual switchable elements Coupling devices, preferably in the form of synchronized Claw clutches can be activated.

Vorzugsweise wird lediglich eine zweite Bremseinrichtung eingesetzt. Denkbar ist jedoch auch der Einsatz mehrerer, nebeneinander oder wahlweise mit dem Generator koppelbarer Bremseinrichtungen.Preferably only a second braking device is used. Conceivable is, however, the use of several, side by side or optionally with the Generator of connectable braking devices.

Die zweite Bremseinrichtung ist erfindungsgemäß in Form eines hydrodynamischen Retarders ausgeführt. Der hydrodynamische Retarder weist dabei wenigstens ein mit der Generatorantriebswelle wenigstens mittelbar drehfest verbindbares Rotorschaufelrad und ein bezüglich der rotierenden Teile ortsfestes Statorschaufelrad auf. Das Statorschaufelrad selbst kann dabei von einem feststehenden Gehäuse gebildet werden. Das Rotorschaufelrad und das Statorschaufelrad bilden einen torusförmigen Arbeitsraum miteinander, welcher mit einem Betriebsmittel befüllbar ist. Als Betriebsmittel des hydrodynamischen Retarders kann entweder eine hydraulische Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl oder aber Wasser, verwendet werden. Ausführungen eines hydrodynamischen Retarders in Form eines Wasserpumpenretarders sind aus einer Vielzahl von Druckschriften bekannt. Im einzelnen wären zu nennen:
According to the invention, the second braking device is designed in the form of a hydrodynamic retarder. The hydrodynamic retarder has at least one rotor blade wheel which can be connected at least indirectly non-rotatably to the generator drive shaft and a stator blade wheel which is stationary with respect to the rotating parts. The stator blade wheel itself can be formed by a fixed housing. The rotor blade wheel and the stator blade wheel form a toroidal working space with one another, which can be filled with an operating medium. Either a hydraulic fluid, such as oil or water, can be used as the operating means of the hydrodynamic retarder. Designs of a hydrodynamic retarder in the form of a water pump retarder are known from a large number of publications. The following could be mentioned in detail:

  • 1. DE 44 08 349 A11. DE 44 08 349 A1
  • 2. DE 195 01 853 A12. DE 195 01 853 A1
  • 3. DE 44 40 163 A13. DE 44 40 163 A1
  • 4. DE 44 08 350 A1.4. DE 44 08 350 A1.

Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften zur Anordnung und Betriebsweise des Retarders wird hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit aufgenommen.The disclosure content of these documents for arrangement and Operating mode of the retarder is hereby fully included in the Disclosure content of this application included.

Bei Verwendung des Betriebsmittels Wasser besteht die Möglichkeit das Betriebsmittel aus dem Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine zu verwenden. Der hydrodynamische Retarder ist in diesem Fall entweder in einem Nebenzweig oder aber in Reihe mit dem Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine geschaltet. Bei einer Anordnung in Reihe wird der hydrodynamische Retarder, insbesondere der Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders, ständig vom Kühlmittel durchflossen. Durch entsprechende Einstellbarkeit der Zulaufquerschnitte und der Ablaufquerschnitte zum bzw. vom Retarder kann die Funktionsweise des hydrodynamischen Retarders bestimmt werden. Bei großem Zulaufquerschnitt und geringem Ablaufquerschnitt wird mittels dem hydrodynamischen Retarder im Zustand BREMSEN ein hohes Bremsmoment erzeugt. Bei geringem Zulaufquerschnitt und großem Ablaufquerschnitt arbeitet das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders als Pumpenrad und dient der Umwälzung der Kühlmittelflüssigkeit im Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine. In diesem Fall kann eine zusätzliche Pumpeinrichtung in Form einer Wasserpumpe eingespart werden. Das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders ist dabei entweder direkt mit der Kurbelwelle, der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Verbindungswelle zwischen Verbrennungskraftmaschine und der als Generator betreibbaren Maschine, gekoppelt. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, den hydrodynamischen Retarder im Nebenzweig zum Hauptantriebsstrang anzuordnen und das Rotorschaufelrad über einen Hochtrieb anzutreiben. In beiden Fällen besteht die Möglichkeit der Realisierung der Funktionsweise des hydrodynamischen Retarder als Wasserpumpe und als Bremseinrichtung. When using water as the operating medium, there is a possibility that Operating resources from the coolant circuit of the internal combustion engine use. In this case the hydrodynamic retarder is either in a secondary branch or in series with the coolant circuit Internal combustion engine switched. When arranged in a row, the hydrodynamic retarders, especially the work area of the hydrodynamic retarder, constantly flowed through by the coolant. By corresponding adjustability of the inlet cross sections and the Flow cross-sections to and from the retarder can affect how the hydrodynamic retarder can be determined. With a large inlet cross-section and low drain cross-section is achieved using the hydrodynamic retarder generates a high braking torque in the BRAKE state. With little Inlet cross-section and large outlet cross-section works the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder as a pump wheel and is used for circulation the coolant liquid in the coolant circuit of the internal combustion engine. In this case, an additional pump device in the form of a Water pump can be saved. The rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder is either directly with the crankshaft, the output shaft of the internal combustion engine and / or the Connection shaft between the internal combustion engine and the Generator operated machine, coupled. Furthermore there is also the Possibility to use the hydrodynamic retarder in the secondary branch Arrange the main drive train and the rotor blade wheel via a To drive high drive. In both cases there is the possibility of Realization of the functioning of the hydrodynamic retarder as Water pump and as a braking device.  

Bei Anordnung des hydrodynamischen Retarders in einem zuschaltbaren Nebenzweig zum Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine wird ein entsprechendes Bremsmoment lediglich bei Zuschaltung des Betriebsmittelkreislaufes des hydrodynamischen Retarders zum Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine realisiert.When arranging the hydrodynamic retarder in a switchable A branch is added to the coolant circuit of the internal combustion engine corresponding braking torque only when the Resource circuit of the hydrodynamic retarder to Coolant circuit of the internal combustion engine realized.

Bei Betreiben des hydrodynamischen Retarders mit dem Betriebsmittel Öl oder Wasser ist jedoch jedes Mal darauf zu achten, daß eine funktionale Zuschaltbarkeit des hydrodynamischen Retarders mit der Befüllung bzw. Entleerung des Arbeitsraumes einhergeht.When operating the hydrodynamic retarder with the operating fluid oil or water, however, it is important to ensure that it is functional Connectivity of the hydrodynamic retarder with the filling or Emptying the work area goes hand in hand.

Der hydrodynamische Retarder selbst kann auch hier im Bereich des Kurbelwellenzapfens, d. h. bezogen auf den Traktionsbetrieb vor der Verbrennungskraftmaschine in Kraftflußrichtung angeordnet werden. Denkbar ist jedoch auch eine Anordnung in Kraftflußrichtung hinter der Verbrennungskraftmaschine und vor dem Generator.The hydrodynamic retarder itself can also be in the range of Crankshaft journal, d. H. based on the traction before Internal combustion engine can be arranged in the direction of power flow. Conceivable is however also an arrangement in the direction of power flow behind the Internal combustion engine and in front of the generator.

Das Betriebsmittel des hydrodynamischen Retarders kann des weiteren von einer hydraulischen Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, gebildet werden. Vorzugsweise ist dann der hydrodynamische Retarder, insbesondere dessen Kühlkreislauf, über einen Wärmetauscher mit dem Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt.The resource of the hydrodynamic retarder can also from a hydraulic fluid, preferably oil. The hydrodynamic retarder, in particular its, is then preferred Cooling circuit, via a heat exchanger with the coolant circuit Internal combustion engine coupled.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, bereits bestehende dieselelektrische Antriebssysteme optimal auszunutzen. Bei Vorsehen einer weiteren zweiten Bremseinrichtung erfolgt die Auslegung der einzelnen Grenzeinheiten entsprechend den Erfordernissen des Einzelfalles. Die Anordnungsmöglichkeiten der zweiten Bremseinrichtung erfolgt ebenfalls entsprechend den Erfordernissen des Einzelfalls. Die konstruktive Ausführung liegt im Tätigkeitsbereich eines Fachmannes auf diesem Gebiet. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine rasche Umsetzung der im generatorischen Betrieb der als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren erzeugten elektrischen Gesamtleistung und damit der Erzeugung einer hohen Bremswirkung aufgrund der raschen Umsetzung der an bzw. über die Antriebsräder eingeleiteten Fahrleistung. Dabei ist zu berücksichtigen, daß nicht die gesamte in den Zwischenkreis eingespeiste elektrische Leistung durch die Funktionsweise der Bremseinrichtungen abgebaut sondern auch ein Teil zur Überwindung der Reibwiderstände an der Verbrennungskraftmaschine und den einzelnen Bremseinrichtungen benötigt wird.The solution according to the invention enables existing ones optimal use of diesel-electric drive systems. If one is provided Another second braking device is designed for the individual Limit units according to the requirements of the individual case. The Arrangement options for the second braking device also take place according to the requirements of the individual case. The constructive execution is in the field of activity of a specialist in this field. The solution according to the invention enables rapid implementation of the  generator operation of the wheel drive motors Electric motors generated total electrical power and thus the Generation of a high braking effect due to the rapid implementation of the driving performance initiated on or via the drive wheels. It is too take into account that not all of it is fed into the DC link electrical power through the functioning of the braking devices degraded but also a part to overcome the frictional resistance on the Internal combustion engine and the individual braking devices required becomes.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.The solution according to the invention is described below with reference to figures explained.

In den Figuren ist im einzelnen folgendes dargestellt:The following is shown in detail in the figures:

Fig. 1a und 1b zeigen ein Antriebssystem zur erfindungsgemäßen Einspeisung der von den als Antriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im Betriebszustand BREMSEN im generatorischen Betrieb erzeugten elektrischen Leistung in eine erste und eine zweite Bremseinrichtung; Figs. 1a and 1b show a propulsion system according to the invention to feed the electric power generated by the drive motors acting as the electric motors in the operating state BRAKES in generator mode into a first and a second braking means;

Fig. 2 zeigt ein Antriebssystem, bei welchem die erzeugte elektrische Gesamtleistung im wesentlichen in eine erste Bremseinrichtung in Form der Verbrennungskraftmaschine eingespeist wird; Fig. 2 shows a drive system in which the total electrical power generated is essentially fed into a first braking device in the form of the internal combustion engine;

Fig. 3 verdeutlicht eine Ausführung eines Antriebssystems zur erfindungsgemäßen Einspeisung der von den als Antriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugten elektrischen Gesamtleistung in eine zweite Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders. Fig. 3 illustrates an embodiment of a drive system according to the invention for feeding the total electric power generated by the drive motors acting as the electric motors in the regenerative mode to a second braking device in the form of a hydrodynamic retarder.

Die Fig. 1a zeigt ein Antriebssystem 1, umfassend wenigstens einen, wenigstens ein Antriebsrad 2 wenigstens mittelbar antreibenden Elektromotor 3. Des weiteren ist eine Verbrennungskraftmaschine 4 vorgesehen, welche mit einer im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5 mechanisch gekoppelt ist. Die als Antriebsmotor fungierenden Elektromotoren 3 und die als Generator betreibbare elektrische Maschine 5 sind vorzugsweise als Transversalflußmaschine ausgeführt. Die als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren 3 werden über eine Wechselrichtereinheit 6 mit elektrischer Leistung versorgt. Zur Steuerung der erzeugbaren elektrischen Leistung am Generator 5 ist diesem eine weitere Wechselrichtereinheit 7 zugeordnet. Der Generator 5 und die Elektromotoren 3 sind elektrisch miteinander gekoppelt. Zu diesem Zweck sind die der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5 und dem Elektromotor 3 zugeordneten Wechselrichtereinheiten 7 und 6 über einen Spannungszwischenkreis, vorzugsweise einen Gleichspannungszwischenkreis 8, miteinander gekoppelt.The Fig. 1a shows a drive system 1, comprising at least one, at least one drive wheel 2 at least indirectly driving electric motor 3. Furthermore, an internal combustion engine 4 is provided, which is mechanically coupled to an electrical machine 5 that can be operated as a generator in traction mode. The electric motors 3 functioning as drive motors and the electric machine 5 which can be operated as a generator are preferably designed as a transverse flux machine. The electric motors 3 functioning as wheel drive motors are supplied with electrical power via an inverter unit 6 . A further inverter unit 7 is assigned to the generator 5 to control the electrical power that can be generated. The generator 5 and the electric motors 3 are electrically coupled to one another. For this purpose, the inverter units 7 and 6 assigned to the electrical machine 5 , which can be operated as a generator, and the electric motor 3 are coupled to one another via a voltage intermediate circuit, preferably a DC voltage intermediate circuit 8 .

Im Betriebszustand BREMSEN, in welchem in der Regel kein Kraftfluß von der Verbrennungskraftmaschine zum Antriebsrad 2 erfolgt, wird an den Antriebsrädern 2 ein Fahrmoment MFAHR eingeleitet. Dieses bewirkt den generatorischen Betrieb der all Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren 3. Im einzelnen wird dazu der Rotor des als Radantriebsmotor fungierenden Elektromotors 3 über die mechanische Kopplung mit dem Antriebsrad angetrieben. Auf diese Weise wird entsprechend der Ansteuerung der Wechselrichtereinheit ein Drehmoment erzeugt, welches dem Fahrmoment entgegengerichtet ist und als Bremsmoment bezeichnet werden kann. Dadurch wird eine bestimmte elektrische Leistung Pelektrisch vom als Generator betriebenen Elektromotor 3 erzeugt. Diese Leistung wird in den Spannungszwischenkreis 8 eingespeist und der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5 zugeführt. Diese elektrische Maschine 5 wird nun motorisch betrieben und treibt über die Kopplung mit der Verbrennungskraftmaschine 4, hier der Verbindungswelle 9, die Verbrennungskraftmaschine an. Vorzugsweise wird die gesamte von den generatorisch betriebenen Elektromotoren 3 erzeugte elektrische Leistung Pelektrisch über den Generator 5 in die Verbrennungskraftmaschine 4 und eine weitere zweite Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders 10 eingespeist. Die Verbrennungskraftmaschine 4 und der hydrodynamische Retarder 10 sind dabei in Reihe angeordnet. Die dem Generator 5 zugeführte Gesamtleistung wird in zwei Leistungsanteile - einen ersten Leistungsanteil und einen zweiten Leistungsanteil - aufgeteilt. Der erste Leistungsanteil wird dabei für die Verbrennungskraftmaschine 4, insbesondere den Schleppbetrieb, genutzt. Der zweite Leistungsanteil wird in den hydrodynamischen Retarder 10 eingespeist. Der hydrodynamische Retarder 10 ist im dargestellten Fall in Reihe zur Verbrennungskraftmaschine 4 angeordnet. In Bezug auf den im Traktionsbetrieb vorliegenden Kraftfluß ist der hydrodynamische Retarder 10 vor der Verbrennungskraftmaschine 4 angeordnet. Der hydrodynamische Retarder 10 umfaßt ein Rotorschaufelrad 11 und ein Statorschaufelrad 12, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 13 zur Umwälzung des Betriebsmittels bilden. Das Rotorschaufelrad 11 ist dabei über ein Vorgelege 14 mit der Kurbelwelle 15 der Verbrennungskraftmaschine 4 gekoppelt. Das Vorgelege 14 ist in Form eines Stirnradzuges ausgeführt. Dabei ist das mit der Kurbelwelle 15 gekoppelte Stirnrad 16 des Vorgeleges 14, bezogen auf die Verbrennungskraftmaschine lüfterseitig und vorzugsweise "fliegend" auf dem Kurbelwellenzapfen angeordnet.Takes place in the operating state BRAKES, in which usually no power flow from the engine to the driving wheel 2, a driving torque M DRIVE is introduced at the drive wheels. 2 This effects the generator operation of the electric motors 3 that function as all wheel drive motors. In particular, the rotor of the electric motor 3 functioning as a wheel drive motor is driven via the mechanical coupling with the drive wheel. In this way, according to the control of the inverter unit, a torque is generated which is opposite to the driving torque and can be referred to as the braking torque. As a result, a certain electrical power P is generated electrically by the electric motor 3 operated as a generator. This power is fed into the voltage intermediate circuit 8 and fed to the electrical machine 5 which can be operated as a generator in traction mode. This electrical machine 5 is now operated by a motor and drives the internal combustion engine via the coupling to the internal combustion engine 4 , here the connecting shaft 9 . The entire electrical power P generated by the generator-operated electric motors 3 is preferably fed electrically via the generator 5 into the internal combustion engine 4 and a further second braking device in the form of a hydrodynamic retarder 10 . The internal combustion engine 4 and the hydrodynamic retarder 10 are arranged in series. The total power supplied to the generator 5 is divided into two power components - a first power component and a second power component. The first power component is used for the internal combustion engine 4 , in particular for towing operation. The second power component is fed into the hydrodynamic retarder 10 . In the case shown, the hydrodynamic retarder 10 is arranged in series with the internal combustion engine 4 . With regard to the power flow present in the traction mode, the hydrodynamic retarder 10 is arranged in front of the internal combustion engine 4 . The hydrodynamic retarder 10 comprises a rotor blade wheel 11 and a stator blade wheel 12 , which together form a toroidal working space 13 for circulating the operating medium. The rotor blade wheel 11 is coupled to the crankshaft 15 of the internal combustion engine 4 via a countershaft 14 . The reduction gear 14 is designed in the form of a spur gear train. The spur gear 16 of the countershaft 14 , which is coupled to the crankshaft 15 , is arranged on the fan side on the fan side and preferably “on the fly” on the crankshaft journal.

Als Betriebsmittel für den hydrodynamischen Retarder 10 fungiert die Kühlmittelflüssigkeit des der Verbrennungskraftmaschine 4 zugeordneten Kühlkreislaufes 17. Der Arbeitskreislauf des hydrodynamischen Retarders 10 ist im dargestellten Fall mit dem Kühlmittelkreislauf 17 der Verbrennungskraftmaschine 4 in Reihe geschaltet. Im Kühlmittelkreislauf 17 ist eine Kühleinrichtung 18 angeordnet, welcher ein Lüfterrad, welches ebenfalls über die Kurbelwelle angetrieben wird, zugeordnet ist. Der hydrodynamische Retarder 10 befindet sich dabei in Durchflußrichtung hinter der Kühleinrichtung 18 und vor der Verbrennungskraftmaschine 4. Eine Leitung 9 verbindet dabei den Kühleraustritt 20 mit dem Flüssigkeitseintritt 21 am hydrodynamischen Retarder 10. Eine Leitung 22 verbindet den Flüssigkeitsaustritt 23 am Retarder 10 mit dem Kühlereintritt 24 über die Verbrennungskraftmaschine 4. Dem hydrodynamischen Retarder 10 ist des weiteren eine Ventileinrichtung 25 zugeordnet, welche unterschiedliche Betriebsweisen des hydrodynamischen Retarders 10 ermöglicht. Im normalen Traktionsbetrieb, d. h. dem Antrieb des Fahrzeuges über die Verbrennungskraftmaschine 4, wird die im Kühlmittelkreislauf 17 befindliche Kühlmittelflüssigkeit mit Hilfe des Rotorschaufelrades 11 des hydrodynamischen Retarders 10 umgewälzt. Damit kein hohes Bremsmoment entsteht, ist der Durchflußquerschnitt am Austritt 23 des hydrodynamischen Retarders größer als am Flüssigkeitseintritt 21. Dies wird durch die Ventileinrichtung 25 realisiert. Die Ventileinrichtung 25, welche dem hydrodynamischen Retarder 10 in Durchflußrichtung nachgeschaltet ist, ist im dargestellten Fall als stufenlos verstellbares Drosselventil ausgeführt. In einer ersten Grenzstellung, welche dem Nichtbremsbetrieb entspricht, gibt das Drosselventil einen maximalen Durchflußquerschnitt in der Leitung 22 frei. Dieser Durchflußquerschnitt entspricht entweder dem Durchflußquerschnitt in der Zulaufleitung zum hydrodynamischen Retarder 10, d. h. der Verbindungsleitung 9, oder ist größer. Im zweiten Betriebszustand BREMSEN, d. h. bei Einspeisung des zweiten Leistungsanteiles der erzeugten elektrischen Gesamtleistung Pelektrisch in den hydrodynamischen Retarder 10 wird die Ventileinrichtung 25 in eine Position verbracht, die den Durchflußquerschnitt in der Leitung 22 gegenüber dem der Leitung 9 verringert, um am hydrodynamischen Retarder 10 einen Gegendruck zu erzeugen, welcher zur Erzeugung des Bremsmomentes erforderlich ist. The coolant liquid of the cooling circuit 17 assigned to the internal combustion engine 4 functions as the operating medium for the hydrodynamic retarder 10 . In the case shown, the working circuit of the hydrodynamic retarder 10 is connected in series with the coolant circuit 17 of the internal combustion engine 4 . In the coolant circuit 17 , a cooling device 18 is arranged, to which a fan wheel, which is also driven by the crankshaft, is assigned. The hydrodynamic retarder 10 is located in the flow direction behind the cooling device 18 and in front of the internal combustion engine 4 . A line 9 connects the cooler outlet 20 to the liquid inlet 21 on the hydrodynamic retarder 10 . A line 22 connects the liquid outlet 23 on the retarder 10 to the cooler inlet 24 via the internal combustion engine 4 . The hydrodynamic retarder 10 is associated with a further valve device 25, which enables different modes of operation of the hydrodynamic retarder 10th In normal traction operation, ie driving the vehicle via the internal combustion engine 4 , the coolant liquid in the coolant circuit 17 is circulated with the help of the rotor blade wheel 11 of the hydrodynamic retarder 10 . To ensure that there is no high braking torque, the flow cross section at the outlet 23 of the hydrodynamic retarder is larger than at the fluid inlet 21 . This is realized by the valve device 25 . The valve device 25 , which is connected downstream of the hydrodynamic retarder 10 in the flow direction, is designed in the case shown as a continuously adjustable throttle valve. In a first limit position, which corresponds to non-braking operation, the throttle valve releases a maximum flow cross section in line 22 . This flow cross section either corresponds to the flow cross section in the feed line to the hydrodynamic retarder 10 , ie the connecting line 9 , or is larger. In the second operating state, BRAKING, ie when the second power component of the total electrical power P electrical is fed into the hydrodynamic retarder 10 , the valve device 25 is brought into a position which reduces the flow cross section in the line 22 compared to that of the line 9 , in order to act on the hydrodynamic retarder 10 generate a back pressure that is required to generate the braking torque.

Im Traktionsbetrieb, in welchem der hydrodynamische Retarder 10, der hier als sogenannter Wasserpumpenretarder ausgeführt ist, im Kühlmittelkreislauf 17 als Kühlmittelumwälzpumpe fungiert, erfolgt der Antrieb des Rotorschaufelrades 11 zur Umwälzung der Kühlmittelflüssigkeit im Kühlmittelkreislauf 17 über das Vorgelege 14 von der Kurbelwelle 15 der Verbrennungskraftmaschine 4. Im Bremsbetrieb erfolgt der Antrieb über die als Generator betreibbare elektrische Maschine 5, die Verbrennungskraftmaschine 4, insbesondere die Kurbelwelle 15 und das Vorgelege 14.In traction mode, in which the hydrodynamic retarder 10 , which is embodied here as a so-called water pump retarder, functions as a coolant circulation pump in the coolant circuit 17 , the rotor blade wheel 11 is driven to circulate the coolant liquid in the coolant circuit 17 via the countershaft 14 from the crankshaft 15 of the internal combustion engine 4 . In braking operation, the drive takes place via the electric machine 5 , which can be operated as a generator, the internal combustion engine 4 , in particular the crankshaft 15 and the countershaft 14 .

Die Ventileinrichtung 25 zur Realisierung der beiden Funktionen kann auch anders ausgeführt sein. Beispielsweise kann diese zur Realisierung des Umschaltvorganges vom Nicht- zum Bremsbetrieb und umgekehrt zwei Ventile umfassen, wobei das eine Ventil als Umschaltventil im Bypass zu dem, dem hydrodynamischen Retarder 10 am Austritt 23 nachgeordneten Ventil angeordnet sein. Das Umschaltventil weist dann wenigstens zwei Schaltstellungen auf, die es ermöglichen, daß zwischen Flüssigkeitsaustritt 23 aus dem Retarder und der Verbrennungskraftmaschine in einer ersten Schaltstellung des Umschaltventiles ein maximaler Durchflußquerschnitt in der Verbindungsleitung vom Retarderauslaß 23 zum Kühlereintritt 24 freigegeben wird, während in einer zweiten Schaltsteilung des Umschaltventiles eine drosselartige Verengung zwischen dem hydrodynamischen Retarder 10 und der Verbrennungskraftmaschine 4 wirksam wird, die am Retarder einen starken Gegendruck hervorruft. Dazu kann das Umschaltventil beispielsweise als Zweiwegeventil ausgeführt sein. Das dem Retarder 10 am Retarderaustritt 23 nachgeordnete Ventil ist dann vorzugsweise nicht verstellbar ausgeführt. Die erste Schaltstellung des Umschaltventiles entspricht dabei dem Nichtbremsbetrieb, d. h. das Rotorschaufelrad fördert die Kühlmittelflüssigkeit im Kühlkreislauf 17. Die zweite Schaltstellung entspricht dem Bremsbetrieb, d. h. der hydrodynamische Retarder 10 erzeugt ein hohes Bremsmoment. Bei dem in der Fig. 1a dargestellten Antriebssystem kann mit der Ventileinrichtung 25, d. h. dem stufenlos verstellbaren Drosselventil, die Höhe des Bremsmomentes variabel eingestellt werden. Bei Ausführungen von Ventileinrichtungen, welche jeweils nur die zwei Schaltstellungen, d. h. Bremsbetrieb und Nichtbremsbetrieb, realisieren, kann eine Einstellbarkeit des Bremsmomentes über zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise die Verschwenkung des Statorschaufelrad es, realisiert werden.The valve device 25 for realizing the two functions can also be designed differently. For example, in order to implement the switching process from non-operating to braking operation and vice versa, this can comprise two valves, one valve being arranged as a switching valve in the bypass to the valve downstream of the hydrodynamic retarder 10 at the outlet 23 . The changeover valve then has at least two switch positions, which make it possible for a maximum flow cross section in the connecting line from the retarder outlet 23 to the cooler inlet 24 to be released between the liquid outlet 23 from the retarder and the internal combustion engine in a first switch position, while in a second switching division the Switching valve a throttle-like constriction between the hydrodynamic retarder 10 and the internal combustion engine 4 is effective, which causes a strong back pressure on the retarder. For this purpose, the changeover valve can be designed, for example, as a two-way valve. The valve downstream of the retarder 10 at the retarder outlet 23 is then preferably not designed to be adjustable. The first switching position of the changeover valve corresponds to the non-braking operation, ie the rotor blade wheel conveys the coolant liquid in the cooling circuit 17 . The second switching position corresponds to the braking mode, ie the hydrodynamic retarder 10 generates a high braking torque. In the drive system shown in FIG. 1a, the level of the braking torque can be variably set with the valve device 25 , ie the continuously variable throttle valve. In the case of designs of valve devices which only implement the two switching positions, ie braking operation and non-braking operation, the braking torque can be adjusted by means of additional measures, for example the pivoting of the stator vane wheel.

Die vom Generator 5 für die Bremseinrichtungen bereitgestellte Gesamtleistung entspricht dabei im wesentlichen der mittels der Elektromotoren erzeugten elektrischen Gesamtleistung Pelektrisch. Beide Leistungen stimmen nicht genau überein, da gewisse Verlustleistungen bei der Übertragung der erzeugten elektrischen Gesamtleistung auf die einzelnen Bremseinrichtungen zu berücksichtigen sind. Bei den Erläuterungen zur Funktionsweise im Betriebszustand BREMSEN wird daher unter der den Bremseinrichtungen über den Generator 5 zugeführten Gesamtleistung die Leistung verstanden, welche nach Abzug der Verlustleistungen aus der elektrischen Gesamtleistung verbleibt.The total power provided by the generator 5 for the braking devices essentially corresponds to the total electrical power P electrical generated by means of the electric motors. Neither performance is exactly the same, since certain power losses must be taken into account when transferring the total electrical power generated to the individual braking devices. In the explanations of the mode of operation in the BRAKE operating state, the total power supplied to the braking devices via the generator 5 is therefore understood to mean the power which remains after deducting the power losses from the total electrical power.

Der erste Leistungsanteil der elektrischen Gesamtleistung, welche über den Generator der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, kann dabei entweder so bemessen sein, daß lediglich die Verbrennungskraftmaschine im Schleppbetrieb arbeitet, d. h. die einzelnen Kolbeneinheiten über die Kurbelwelle bewegt werden. Der erste Leistungsanteil entspricht in diesem Fall der zur Überwindung der Reibung in der Verbrennungskraftmaschine 4 erforderlichen Leistung. Der erste Leistungsanteil kann erhöht werden, indem an der Verbrennungskraftmaschine zusätzliche Maßnahmen zur Realisierung der Motorbremsfunktion vorgesehen werden. In diesem Fall kann entweder eine Drosselklappe im Auspuffrohr vorgesehen werden oder aber ein sogenanntes Dekompressionsventil. Beim Einsatz einer Konstantdrossel wird in den Zylinderkopf ein kleines Zusatzventil im Bypass zum Auslaßventil integriert, das im Bremsbetrieb dauernd geöffnet ist. Dadurch wird zwar bereits beim Komprimieren der im Brennraum befindlichen Luft ein geringer Teil der komprimierten Luft in den Auspuff abgeleitet, wegen des kleineren kalibrierten Überströmquerschnitts wird jedoch trotzdem ein relativ hoher Kompressionsdruck erreicht. Im Bereich des oberen Totpunktes des Kolbens im Verdichtungstakt entweicht dann ein großer Teil der Luft. Damit sinkt der Druck im Brennraum stark ab, und der Kolben wird nur noch mit geringerer Kraft nach unten gedrückt. Im Ausstoßtakt arbeitet dann der Kolben gegen den durch die geschlossene Bremsklappe erzeugten Abgasgegendruck. Beim Einsatz des Dekompressionsventils wird dieses nicht mehr während des gesamten Arbeitsspiels offengehalten, sondern nur noch während einer kurzen Zeit, welche bei der Bewegung vom oberen Totpunkt bis über einen gewissen Winkel nach dem oberen Totpunkt beschrieben wird, geöffnet. Damit wird während der Kompressionsphase die volle Kompressionsarbeit gewonnen und der maximal mögliche Zylinderdruck erreicht. Wenn das Kompressionsventil geöffnet wird, kann der größte Teil der verdichteten Luft in den Abgaskrümmer überströmen. Durch den reduzierten Zylinderdruck wird der Kolben nicht mehr nach unten gedrückt. Nachdem durch den begrenzten Überstromquerschnitt nicht die gesamte Zylinderfüllung ausströmen kann, bleibt auch nach dem Expansionstakt noch genügend Luftmasse im Brennraum, um im Ausschiebetakt gegen die geschlossene Bremsklappe Ausschiebearbeit zu leisten. Vorzugsweise ist das Dekompressionsventil getaktet ausgeführt.The first power component of the total electrical power, which is supplied via the generator to the internal combustion engine, can either be dimensioned such that only the internal combustion engine works in towing mode, ie the individual piston units are moved via the crankshaft. In this case, the first power component corresponds to the power required to overcome the friction in the internal combustion engine 4 . The first power component can be increased by providing additional measures for realizing the engine brake function on the internal combustion engine. In this case, either a throttle valve can be provided in the exhaust pipe or a so-called decompression valve. When using a constant throttle, a small additional valve in the bypass to the exhaust valve is integrated in the cylinder head, which is continuously open during braking. As a result, even when the air in the combustion chamber is compressed, a small part of the compressed air is discharged into the exhaust, but because of the smaller, calibrated overflow cross section, a relatively high compression pressure is nevertheless achieved. A large part of the air then escapes in the area of the top dead center of the piston in the compression stroke. As a result, the pressure in the combustion chamber drops sharply and the piston is only pressed down with less force. In the exhaust stroke, the piston then works against the exhaust gas back pressure generated by the closed brake flap. When using the decompression valve, it is no longer kept open during the entire working cycle, but only for a short time, which is described when moving from top dead center to a certain angle after top dead center. This means that full compression work is gained during the compression phase and the maximum possible cylinder pressure is reached. When the compression valve is opened, most of the compressed air can flow into the exhaust manifold. Due to the reduced cylinder pressure, the piston is no longer pressed down. Since the entire cylinder charge cannot flow out due to the limited overcurrent cross section, sufficient air mass remains in the combustion chamber even after the expansion stroke to perform push-out work against the closed brake flap in the extension stroke. The decompression valve is preferably clocked.

Bei dem in der Fig. 1a dargestellten Antriebssystem, bei welchem die zweite Bremseinrichtung in Kraftflußrichtung, bezogen auf den Traktionsbetrieb, vor der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, ist es erforderlich, die Verbrennungskraftmaschine im Betriebszustand BREMSEN zum Zweck der Einspeisung von Leistung in den hydrodynamischen Retarder ebenfalls mit anzutreiben. Die Fig. 1b verdeutlicht dagegen eine Ausführung, bei welcher der hydrodynamische Retarder 10 in Kraftflußrichtung, bezogen auf den Traktionsbetrieb, nach der Verbrennungskraftmaschine 4 und vor dem Generator 5 angeordnet ist. In diesem Fall kann bei Vorsehen einer zusätzlichen Trenneinrichtung, wie in der Fig. 3 beschrieben, die Verbrennungskraftmaschine 4 vom Generator 5 mechanisch entkoppelt werden. In dem Fall wird dann lediglich nur noch die zweite Bremseinrichtung; d. h. der hydrodynamische Retarder 10 zur Umsetzung der erzeugten elektrischen Gesamtleistung Pelektrisch welche dem Generator und damit der mit dem Generator 5 gekoppelten Bremseinrichtung 10 zugeführt wird, genutzt. Im anderen Fall, wie in der Fig. 1b dargestellt, welche frei von einer Einrichtung zur Unterbrechung des Kraftflusses zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und dem Generator 5 ist, wird die von den Elektromotoren erzeugte elektrische Gesamtleistung Pelektrisch in zwei Leistungsanteile aufgesplittet, welche sowohl der Verbrennungskraftmaschine 4 als auch von der zweiten Bremseinrichtung, dem hydrodynamischen Retarder 10, umgesetzt bzw. aufgebraucht werden. Beide, die Verbrennungskraftmaschine und die zweite Bremseinrichtung 10, können dabei in Reihe oder aber, wie hier dargestellt, parallel zueinander angeordnet sein.In the drive system shown in Fig. 1a, in which the second braking device is arranged in the power flow direction, based on the traction operation, in front of the internal combustion engine, it is necessary to brake the internal combustion engine in the operating state for the purpose of feeding power into the hydrodynamic retarder to drive. In contrast, Fig. 1b shows in which the hydrodynamic retarder 10 in the power flow with respect to the traction operation, after the internal combustion engine 4 and the generator 5 is arranged in front of an embodiment. In this case, if an additional separating device is provided, as described in FIG. 3, the internal combustion engine 4 can be mechanically decoupled from the generator 5 . In that case, only the second braking device is then used; ie the hydrodynamic retarder 10 is used to convert the total electrical power P electrical generated which is fed to the generator and thus to the braking device 10 coupled to the generator 5 . Shown in the other case, as shown in Fig. 1b, which is free from a means for interrupting the power flow between the internal combustion engine 4 and the generator 5, the total electrical power generated by the electric motors P is electrically split into two power fractions which both the internal combustion engine 4 and the second braking device, the hydrodynamic retarder 10 , are implemented or used up. Both the internal combustion engine and the second braking device 10 can be arranged in series or, as shown here, parallel to one another.

In der Fig. 1b ist der hydrodynamische Retarder 10 in einem Nebenzweig zum Hauptantriebsstrang, welcher durch die Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine 4 und Generator 5 beschrieben wird, angeordnet. Der Nebenzweig ist dabei, wie in der Fig. 1b dargestellt, über eine entsprechende Kupplungseinrichtung vom Hauptantriebsstrang, insbesondere der Verbindungswelle 9 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und dem Generator 5, an- bzw. entkoppelbar. Diese Kopplung kann beispielsweise über eine synchronisierbare Klauenkupplung, welche zur Realisierung der drehfesten Verbindung eines Stirnrades 30 des Hochtriebes 31, welche den Nebenzweig, hier mit 32 bezeichnet, über den Hauptantriebsstrang, d. h. die Verbindungswelle 9, antreibt und mit der Verbindungswelle 9 in der Betriebsweise des Antriebes des Nebenzweiges 32 das Stirnrad 30 mit der Verbindungswelle 9 drehfest verbindet. Derartige Synchronisiereinrichtungen sind beispielsweise bekannt aus "Wie funktioniert das?" Meyer's Lexikonverlag, 3. Auflage, Seite 324. Die Offenbarung diesbezüglich wird hiermit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit einbezogen.In FIG. 1b, the hydrodynamic retarder 10 is in a secondary branch to the main drive train, which is described by the connection between the internal combustion engine 4 and the generator 5 is arranged. The secondary branch can, as shown in FIG. 1b, be coupled or uncoupled from the main drive train, in particular the connecting shaft 9 between the internal combustion engine 4 and the generator 5 , via a corresponding coupling device. This coupling can, for example, via a synchronizable claw clutch, which drives the rotationally fixed connection of a spur gear 30 of the high drive 31 , which the secondary branch, here designated 32 , via the main drive train, ie the connecting shaft 9 , and with the connecting shaft 9 in the mode of operation Drive of the secondary branch 32 connects the spur gear 30 to the connecting shaft 9 in a rotationally fixed manner. Such synchronization devices are known, for example, from "How does it work?"Meyer's Lexikonverlag, 3rd edition, page 324. The disclosure in this regard is hereby included in the disclosure content of this application.

Bei der in Fig. 1b dargestellten Lösung wird ein erster Leistungsanteil der vom Generator 5 im motorischen Betrieb in Richtung der Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Gesamtleistung wird dabei über den Hochtrieb 31 dem Nebenzweig 32 und damit der zweiten Bremseinrichtung 10 zugeführt, während ein erster Leistungsanteil in die Verbrennungskraftmaschine eingespeist wird. Auch in diesem Fall kann der erste Leistungsanteil, welcher der Verbrennungskraftmaschine 4 zugeführt wird, lediglich der zur Überwindung der inneren Widerstände in der Verbrennungskraftmaschine erforderlichen Leistung entsprechen. Zusätzlich kann jedoch auch die Verbrennungskraftmaschine 4 die Motorbremsfunktion übernehmen, indem der Verbrennungskraftmaschine 4 entsprechende Einrichtungen, beispielsweise eine Drosselklappe im Auspuffrohr sowie ein Dekompressionsventil, zugeordnet sind. Entsprechend der Größe des ersten Leistungsanteiles kann der Retarder 10 ausgelegt werden. Als Betriebsmittel kann beispielsweise Wasser in Form der Kühlmittelflüssigkeit oder aber Öl verwendet werden. Im erstgenannten Fall kann dabei der hydrodynamische Retarder 10 entweder in Reihe oder aber parallel zu einem hier nicht dargestellten Kühlmittel kreislauf der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein. Bei Anordnung in Reihe ist es jedoch erforderlich, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders 10 auch während des Traktionsbetriebes, d. h. somit ständig über den Hochtrieb 31 mit dem Hauptantriebsstrang, insbesondere der Verbindungswelle 9 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5, gekoppelt ist. In the solution shown in FIG. 1b, a first power component of the total power output by the generator 5 in motor operation in the direction of the internal combustion engine is fed to the secondary branch 32 and thus to the second braking device 10 via the high drive 31 , while a first power component is fed into the internal combustion engine becomes. In this case too, the first power component that is supplied to the internal combustion engine 4 can only correspond to the power required to overcome the internal resistances in the internal combustion engine. In addition, however, the internal combustion engine 4 can also take over the engine braking function in that the internal combustion engine 4 is assigned corresponding devices, for example a throttle valve in the exhaust pipe and a decompression valve. The retarder 10 can be designed in accordance with the size of the first power component. For example, water in the form of the coolant liquid or oil can be used as the operating medium. In the former case, the hydrodynamic retarder 10 can be arranged either in series or parallel to a coolant circuit, not shown here, of the internal combustion engine. When arranged in series, however, it is necessary that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder 10 also be coupled during the traction operation, ie thus continuously via the high drive 31 with the main drive train, in particular the connecting shaft 9 between the internal combustion engine 4 and the electrical machine 5 which can be operated as a generator is.

Bei den in den Fig. 1a und 1b beschriebenen Ausführungen wird die von den Elektromotoren 3 erzeugte elektrische Gesamtleistung über die als Generator betreibbare elektrische Maschine 5 auf jeweils zwei Einrichtungen zur Erzeugung einer Bremswirkung eingeleitet. Diese beiden Einrichtungen, d. h. die erste und die zweite Bremseinrichtung, können dabei in Reihe oder aber parallel geschaltet zueinander angeordnet sein.In the embodiments described in FIGS. 1a and 1b, the total electrical power generated by the electric motors 3 is introduced via the electrical machine 5, which can be operated as a generator, to two devices for generating a braking effect. These two devices, ie the first and the second braking device, can be arranged in series or in parallel with one another.

Bei der in der Fig. 1b dargestellten Ausführung einer Anordnung der zweiten Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders 10 im Nebenzweig kann der hydrodynamische Retarder entweder lediglich durch das Befüllen und Entleeren dem Hauptantriebsstrang, insbesondere der Verbindungswelle 9 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5, zugeschaltet werden. In diesem Fall läuft jedoch das Rotorschaufelrad im Nichtbremsbetrieb ständig um, was aufgrund der zwischen dem Motor und dem Statorschaufelrad umgewälzten Luftmassen zu einem entsprechenden Verlustmoment im Traktionsbetrieb führt. Zur Vermeidung des Verlustmomentes sind eine Reihe von Maßnahmen möglich, diese bestehen beispielsweise darin, das Statorschaufelrad im Nichtbremsbetrieb aus seiner zum Rotorschaufelrad koaxialen Lage herauszuschwenken und dabei eine geringere Überdeckung zwischen Rotor- und Statorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders 10 als im Bremsbetrieb zu erzielen. Zwischen den einzelnen Schaufeln von Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad kann sich in diesem Fall keine stabile Meridianströmung ausbilden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Ankopplung bzw. Entkopplung des Rotorschaufelrades vom Nebenzweig 32 oder aber des Vorsehens von Möglichkeiten zur An- bzw. Abkopplung des gesamten Hochtriebes 31 vom Hauptantriebsstrang, insbesondere der Verbindungswelle 9.In the embodiment of an arrangement of the second braking device in the form of a hydrodynamic retarder 10 in the secondary branch shown in FIG. 1b, the hydrodynamic retarder can either simply be filled and emptied from the main drive train, in particular the connecting shaft 9 between the internal combustion engine 4 and the electrical that can be operated as a generator Machine 5 , be switched on. In this case, however, the rotor blade wheel rotates continuously in the non-braking mode, which, due to the air masses circulated between the motor and the stator blade wheel, leads to a corresponding loss torque in traction mode. A number of measures are possible to avoid the loss of torque; these consist, for example, of swiveling the stator impeller out of its position coaxial with the rotor impeller in non-braking operation and thereby achieving less overlap between the rotor and stator impeller of the hydrodynamic retarder 10 than in braking operation. In this case, no stable meridian flow can develop between the individual blades of the rotor blade wheel and the stator blade wheel. A further possibility is to couple or decouple the rotor blade wheel from the secondary branch 32 or to provide options for coupling or uncoupling the entire high drive 31 from the main drive train, in particular the connecting shaft 9 .

Als Wasserpumpenretarder kann der hydrodynamische Retarder 10 lediglich nur in den Fällen eingesetzt werden, bei welchen das Rotorschaufelrad im Traktionsbetrieb ebenfalls über den Hauptantriebsstrang angetrieben wird und der hydrodynamische Retarder, insbesondere dessen Betriebsmittelkreislauf, im Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine 4 angeordnet ist.The hydrodynamic retarder 10 can only be used as a water pump retarder only in those cases in which the rotor blade wheel is also driven via the main drive train in traction mode and the hydrodynamic retarder, in particular its operating medium circuit, is arranged in the coolant circuit of the internal combustion engine 4 .

Die Fig. 2 verdeutlicht eine Ausführung eines Antriebssystems, bei welcher zur Erzeugung einer Bremswirkung die an der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung stehenden Maßnahmen genutzt werden. Das Antriebssystem ist ebenfalls wie bei den in den Fig. 1a und 1b beschriebenen aufgebaut, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Der Unterschied besteht darin, daß das Antriebssystem frei von einer zweiten Bremseinrichtung ist. In diesem Fall wird die dem Generator 5 bzw. der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5 zugeführte elektrische Gesamtleistung Pelektrisch, welche von denen als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren 3 im Generatorbetrieb erzeugt wird, lediglich über die Verbrennungskraftmaschine 4 umgesetzt bzw. verbraucht. In diesem Fall fungiert die Verbrennungskraftmaschine 4 als erste Bremseinrichtung, der die gesamte Antriebsleistung vom Generator 5 zugeführt wird. An der Verbrennungskraftmaschine 4 sind zur wirksamen Umsetzung der Antriebsleistung entsprechende Maßnahmen, beispielsweise das- Vorsehen einer Konstantdrossel oder aber eines Dekompressionsventiles, erforderlich. Bezüglich der Ausführung dieses Dekompressionsventiles und dessen Steuerung wird auf die Druckschrift Motortechnische Zeitschrift 56 (1995) 7/8, Seite 418-423 verwiesen. Der Inhalt dieser Druckschrift bezüglich des Aufbaus, der Anordnung und Funktionsweise des Dekompressionsventiles wird hiermit voll umfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit einbezogen. Fig. 2 illustrates an embodiment of a drive system, wherein the measures of the internal combustion engine is available to be used for generating a braking effect. The drive system is also constructed like that described in FIGS. 1a and 1b, which is why the same reference numerals are used for the same elements. The difference is that the drive system is free from a second braking device. In this case, the generator 5 and the operated in traction operation as a generator, the electrical machine 5 supplied electrical total power P is electrically, which is one of which acts as wheel drive motors electric motors 3 generated in the generator mode, implemented only through the internal combustion engine 4 and consumed. In this case, the internal combustion engine 4 functions as the first braking device, to which the entire drive power is supplied by the generator 5 . Appropriate measures, for example the provision of a constant throttle or a decompression valve, are required on the internal combustion engine 4 for the effective implementation of the drive power. With regard to the design of this decompression valve and its control, reference is made to the publication Motortechnische Zeitschrift 56 (1995) 7/8, page 418-423. The content of this document with regard to the structure, arrangement and mode of operation of the decompression valve is hereby fully incorporated into the disclosure content of this application.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführung eines Antriebssystems dargestellt, bei welcher eine Entkopplung, d. h. eine Unterbrechung des Kraftflusses zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und dem Generator 5, möglich ist. Die Unterbrechung des Kraftflusses zwischen Verbrennungskraftmaschine 4 und der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5 erfolgt dabei beispielsweise über eine schaltbare Kupplung 35. Diese schaltbare Kupplung ist dabei, bezogen auf den Traktionsbetrieb, in Kraftflußrichtung der Verbrennungskraftmaschine 4 nachgeordnet und vor dem, über einen Hochtrieb 31 mit der Generatorwelle 36 koppelbaren Nebenzweig 32, in welchem die zweite Bremseinrichtung in Form des hydrodynamischen Retarders 10 angeordnet ist, angeordnet. Im Nichtbremsbetrieb wird das Antriebsrad von der Verbrennungskraftmaschine 4 über die geschlossene Kupplung 35, die als Generator in diesem Zustand betriebene elektrische Maschine 5, den Spannungszwischenkreis 8 und die Elektromotoren 3 angetrieben. Im Betriebszustand BREMSEN wird an den über das Antriebsrad 2 angetriebenen Rotoren der Elektromotoren 3 ein Drehmoment erzeugt, welches der Erzeugung und Einspeisung einer elektrischen Leistung Pelektrisch in den Spannungszwischenkreis 8 ermöglicht und zum Antrieb des Generators 5 im motorischen Betrieb genutzt wird. Die Kupplungseinrichtung 35 ist gelöst, d. h. der Kraftfluß zwischen der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 5 und der Verbrennungskraftmaschine ist unterbrochen. Die gesamte am Generator 5 aufgrund der dieser über den Zwischenkreis 8 zugeführten elektrischen Leistung erzeugte Leistung wird über den Hochtrieb 31 dem Nebenzweig 32 zugeführt. Der hydrodynamische Retarder 10 kann auch hier entweder über die Befüllung oder Entleerung zu- bzw. abgeschaltet werden, wobei im entleerten Zustand das Rotorschaufelrad leer um läuft und am Statorschaufelrad aufgrund der Umwälzung der Luftmassen ein Reaktionsmoment hervorruft. Andererseits besteht die Möglichkeit, das Rotorschaufelrad mechanisch vom Nebenzweig 32 zu entkoppeln oder aber den gesamten Hochtrieb 31 über eine, hier im einzelnen nicht dargestellte, beispielsweise in Form einer synchronisierten Klauenkupplung ausgeführte Kupplungseinrichtung vom Antriebsstrang entkoppelt werden. FIG. 3 shows a further embodiment of a drive system in which a decoupling, ie an interruption of the flow of force between the internal combustion engine 4 and the generator 5 , is possible. The interruption of the power flow between the internal combustion engine 4 and the electrical machine 5 , which can be operated as a generator, takes place, for example, via a switchable clutch 35 . This switchable clutch is arranged downstream of the power flow direction of the internal combustion engine 4 in relation to the traction operation and is arranged in front of the secondary branch 32 which can be coupled to the generator shaft 36 via a high drive 31 and in which the second braking device in the form of the hydrodynamic retarder 10 is arranged. In non-braking operation, the drive wheel is driven by the internal combustion engine 4 via the closed clutch 35 , the electrical machine 5 operated as a generator in this state, the voltage intermediate circuit 8 and the electric motors 3 . In the operating state BRAKES, a torque is generated on the rotors of the electric motors 3 driven by the drive wheel 2 , which enables the generation and feeding of an electrical power P electrically into the voltage intermediate circuit 8 and is used to drive the generator 5 in motor operation. The coupling device 35 is released, ie the power flow between the electrical machine 5 , which can be operated as a generator, and the internal combustion engine is interrupted. The entire power generated on the generator 5 on the basis of this electrical power supplied via the intermediate circuit 8 is fed to the secondary branch 32 via the high drive 31 . Here, too, the hydrodynamic retarder 10 can either be switched on or off via the filling or emptying, the rotor impeller running empty in the emptied state and causing a reaction moment on the stator impeller due to the circulation of the air masses. On the other hand, there is the possibility of mechanically decoupling the rotor blade wheel from the secondary branch 32 , or else the entire high drive 31 can be decoupled from the drive train via a coupling device, not shown in detail here, for example in the form of a synchronized claw clutch.

Claims (25)

1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für Fahrzeuge, insbesondere eines dieselelektrischen Antriebssystems, umfassend
  • - wenigstens einen, wenigstens mit einem Antriebsrad wenigstens mittelbar koppelbaren Elektromotor;
  • - eine Verbrennungskraftmaschine;
  • - eine mit der Verbrennungskraftmaschine mechanisch koppelbare und im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine; zwischen den Elektromotoren und dem Generator ist eine elektrische Kopplung vorgesehen;
  • 1.1 bei welchem die im generatorischen Betrieb der als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren erzeugte elektrische Leistung zur Abbremsung des Fahrzeuges eingesetzt wird;
  • 1.2 bei welchem mit der im generatorischen Betrieb der Elektromotoren erzeugten elektrischen Leistung die im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine motorisch betrieben wird; gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
  • 1.3 die Antriebsleistung der im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren Maschine wird wenigstens mittelbar in eine mit dieser koppelbaren Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders eingespeist.
1. A method for operating a drive system for vehicles, in particular a diesel-electric drive system, comprising
  • - At least one electric motor that can be at least indirectly coupled to a drive wheel;
  • - an internal combustion engine;
  • - An electrical machine that can be mechanically coupled to the internal combustion engine and operated as a generator in traction mode; an electrical coupling is provided between the electric motors and the generator;
  • 1.1 in which the electrical power generated in the regenerative operation of the electric motors acting as wheel drive motors is used to brake the vehicle;
  • 1.2 at which the electrical power generated in generator operation of the electric motors is used to operate the electric machine that can be operated as a generator in traction mode; characterized by the following characteristic:
  • 1.3 The drive power of the machine which can be operated as a generator in traction mode is fed at least indirectly into a braking device which can be coupled to it in the form of a hydrodynamic retarder.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte, von den als Radantriebsmotoren fungierenden Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugte elektrische Leistung über den Generator in die Bremseinrichtung in Form des hydrodynamischen Retarders eingespeist wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the entire, of those acting as wheel drive motors Electric motors generated in generator mode Power through the generator into the braking device in the form of the hydrodynamic retarder is fed.   3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • 3.1 bei welchem ein erster Anteil der von den Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugbaren Leistung der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird und
  • 3.2 ein zweiter Anteil der von den Elektromotoren im generatorischen Betrieb erzeugten Leistung in den hydrodynamischen Retarder eingespeist wird.
3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized by the following features:
  • 3.1 in which a first portion of the power that can be generated by the electric motors in generator operation is supplied to the internal combustion engine and
  • 3.2 a second portion of the power generated by the electric motors in generator mode is fed into the hydrodynamic retarder.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungsmaschine während des Betriebszustand es BREMSEN unterbrochen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fuel supply to the internal combustion engine during the Operating state it BRAKES is interrupted. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand BREMSEN die Verbrennungskraftmaschine vom Generator entkoppelt wird.5. The method according to claim 3, characterized in that in Operating state BRAKES the internal combustion engine from Generator is decoupled. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder im Betriebszustand BREMSEN an den Hauptantriebsstrang, d. h. wenigstens den Generator, gekoppelt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the hydrodynamic retarders in the operating state BRAKES to the Main powertrain, d. H. at least the generator is coupled. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder in einem Nebenzweig zum Hauptantriebsstrang angeordnet ist und mit diesem im Betriebszustand BREMSEN koppelbar ist.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the hydrodynamic retarder in a branch to Main drive train is arranged and with this in the operating state BRAKES can be coupled. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenzweig im Betriebszustand BREMSEN an den Hauptantriebsstrang angekoppelt wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the Secondary branch in the operating state BRAKES to the Main drive train is coupled.   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder durch Befüllen im Betriebszustand BREMSEN zugeschaltet wird.9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the hydrodynamic retarder by filling in the operating state BRAKES is switched on. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • 10.1 bei welchem im Betriebszustand BREMSEN die Verbrennungskraftmaschine vom Generator geschleppt wird und
  • 10.2 der zweite Leistungsanteil, welcher sich aus der erzeugten elektrischen Gesamtleistung minus der zum Schleppen der Verbrennungskraftmaschine erforderlichen Leistung bestimmt, wird dem hydrodynamischen Retarder zugeführt.
10. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized by the following features:
  • 10.1 in which the internal combustion engine is towed by the generator in the BRAKE operating state and
  • 10.2 the second power component, which is determined from the total electrical power generated minus the power required for towing the internal combustion engine, is fed to the hydrodynamic retarder.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Auspuffrohr der einzelnen Zylinder/Kolbeneinheiten eine Drosselklappe dahingehend verstellt wird, daß das Auspuffrohr verschlossen ist.11. The method according to claim 10, characterized in that in Exhaust pipe of the individual cylinder / piston units a throttle valve is adjusted so that the exhaust pipe is closed. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungskraftmaschine unterbrochen wird.12. The method according to any one of claims 10 or 11, characterized characterized in that the fuel supply for Internal combustion engine is interrupted. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf ein Dekompressionsventil vorgesehen ist, das während einer bestimmten Zeitdauer von kurz vor bis ca. 90 bis 120° KW nach dem Kompressions-OT zum Ablassen der verdichteten Luft aus dem Brennraum geöffnet wird.13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized characterized in that a decompression valve in the cylinder head is provided for a certain period of time from shortly before up to approx. 90 to 120 ° KW after the compression TDC to drain the compressed air is opened from the combustion chamber. 14. Antriebssystem für den Einsatz in Fahrzeugen, insbesondere dieselelektrisches Antriebssystem, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
  • 14.1 mit einem, wenigstens ein Antriebsrad wenigstens mittelbar antreibenden Elektromotor;
  • 14.2 mit einer Verbrennungskraftmaschine;
  • 14.3 mit einer mit der Verbrennungskraftmaschine mechanisch koppelbaren und im Traktionsbetrieb als Generator betreibbaren elektrischen Maschine;
  • 14.4 die als Generator betreibbare elektrische Maschine und die Elektromotoren sind über eine elektrische Kopplung miteinander verbunden; gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
  • 14.5 die als Generator betreibbare elektrische Maschine ist wenigstens mittelbar mechanisch mit wenigstens einem hydrodynamischen Retarder koppelbar.
14. Drive system for use in vehicles, in particular diesel-electric drive system, for carrying out the method according to claim 1,
  • 14.1 with an electric motor driving at least one drive wheel at least indirectly;
  • 14.2 with an internal combustion engine;
  • 14.3 with an electrical machine that can be mechanically coupled to the internal combustion engine and operated as a generator in traction mode;
  • 14.4 the electrical machine which can be operated as a generator and the electric motors are connected to one another via an electrical coupling; characterized by the following characteristic:
  • 14.5 the electrical machine that can be operated as a generator can be coupled at least indirectly mechanically with at least one hydrodynamic retarder.
15. Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Bremseinrichtung von der Motorbremse der Verbrennungskraftmaschine gebildet wird.15. Drive system according to claim 14, characterized in that a further braking device from the engine brake Internal combustion engine is formed. 16. Antriebssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Zylinder/Kolbeneinheiten der Verbrennungskraftmaschine wenigstens jeweils ein Dekompressionsventil zugeordnet ist.16. Drive system according to claim 15, characterized in that the individual cylinder / piston units of the internal combustion engine at least one decompression valve is assigned. 17. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder, bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb, vor der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.17. Drive system according to one of claims 14 to 16, characterized characterized in that the hydrodynamic retarder, based on the Direction of power flow in traction mode, before Internal combustion engine is arranged. 18. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder, bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb, der Verbrennungskraftmaschine nachgeordnet ist. 18. Drive system according to one of claims 14 to 17, characterized characterized in that the hydrodynamic retarder, based on the Direction of power flow in traction mode, the internal combustion engine is subordinate.   19. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder direkt mit der Kurbelwelle oder der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine oder im Hauptantriebsstrang, d. h. der Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine koppelbar ist.19. Drive system according to one of claims 14 to 18, characterized characterized in that the hydrodynamic retarder directly with the Crankshaft or the output shaft of the internal combustion engine or in the main powertrain, d. H. the connection between the Internal combustion engine and that can be operated as a generator electrical machine can be coupled. 20. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder parallel zur Kurbelwelle oder dem Hauptantriebsstrang angeordnet ist.20. Drive system according to one of claims 14 to 19, characterized characterized in that the hydrodynamic retarder parallel to Crankshaft or the main drive train is arranged. 21. Antriebssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder über einen Hochtrieb mit der Kurbelwelle oder dem Hauptantriebsstrang koppelbar ist.21. Drive system according to claim 20, characterized in that the hydrodynamic retarders via a high drive with the crankshaft or the main drive train can be coupled. 22. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • 22.1 das Betriebsmittel des Retarders ist Öl;
  • 22.2 dem Retarder ist ein Kühlkreislauf zugeordnet;
  • 22.3 der Kühlkreislauf des Retarders ist mit einem der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kühlkreislauf über einen Wärmetauscher thermisch gekoppelt.
22. Drive system according to one of claims 14 to 21, characterized by the following features:
  • 22.1 the equipment of the retarder is oil;
  • 22.2 a cooling circuit is assigned to the retarder;
  • 22.3 the cooling circuit of the retarder is thermally coupled to a cooling circuit assigned to the internal combustion engine via a heat exchanger.
23. Antriebssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsmittel des Retarders das Kühlmittel der Verbrennungskraftmaschine ist.23. Drive system according to claim 22, characterized in that the Retarder resources the coolant of the Internal combustion engine is. 24. Antriebssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Retarderarbeitskreislauf in Reihe mit dem Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. 24. Drive system according to claim 23, characterized in that the Retarder circuit in series with the coolant circuit Internal combustion engine is arranged.   25. Antriebssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Retarderarbeitskreislauf in einem Nebenzweig zum Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.25. Drive system according to claim 23, characterized in that the Retarder working circuit in a branch to the coolant circuit the internal combustion engine is arranged.
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