DE69611823T2 - Hybrid drive system with electrical clutch for differential drive force distribution - Google Patents
Hybrid drive system with electrical clutch for differential drive force distributionInfo
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Description
In den letzten Jahren wurden Probleme hinsichtlich Energie und Lärmbelästigung immer gravierender. Eine sinnvolle Lösung dieser Probleme wäre es, mit elektrischer Leistung betriebene Fahrzeuge zu verwenden, jedoch wurde die Entwicklung von mit elektrischer Leistung betriebenen Fahrzeugen bis heute durch die Kapazität der Batterien begrenzt, eine größere Bewegungsreichweite zu erzielen. Ein Erhöhen des Volumens bzw. der Größe der Batterie, um die Reichweite zu erhöhen, wird dementsprechend das Eigengewicht des Trägers erhöhen, was zu einem höheren Verbrauch elektrischer Energie führt und ökonomischen Anforderungen nicht entspricht. Daher besteht, da es keinen bedeutenden Durchbruch hinsichtlich der Lösung der technischen Probleme der Batterie gibt, ein praktischeres Antriebsverfahren darin, kombinierte Antriebsstrukturbauarten zu verwenden. Derzeitige kombinierte Antriebsstrukturbauarten umfassen:In recent years, problems of energy and noise pollution have become more and more serious. A reasonable solution to these problems would be to use electric power vehicles, but the development of electric power vehicles has been limited to date by the capacity of batteries to achieve a longer range of movement. Increasing the volume or size of the battery to increase the range will accordingly increase the vehicle's own weight, resulting in higher consumption of electric energy and not meeting economic requirements. Therefore, since there is no significant breakthrough in solving the technical problems of the battery, a more practical propulsion method is to use combined propulsion structure types. Current combined propulsion structure types include:
(A) Serielle Kombinationsleistungsbauart: Diese Gestaltung ist die typischste Struktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug. Bei dieser Bauart wird ein Generator durch das Triebwerk angetrieben, um Elektrizität zu erzeugen und die Batterie zu laden, wobei die Batterie anschließend Elektrizität liefert, um den Motor zum Antreiben des Fahrzeugs anzutreiben. Da die Energie mehrmals umgewandelt wird, ist der Gesamtwirkungsgrad dieser Bauart gering. Ein Beispiel dieser Bauart ist das Fahrzeug GM HX3 von General Motors.(A) Series combination power design: This design is the most typical structure for an electric vehicle. In this design, a generator is driven by the engine to produce electricity and charge the battery, and the battery then supplies electricity to power the motor to drive the vehicle. Since the energy is converted several times, the overall efficiency of this design is low. An example This type of vehicle is the GM HX3 from General Motors.
(B) Synchronisierte Leistung bei Bauart mit gemeinsamer Welle: Diese Bauart umfaßt ein direktes serielles Kombinieren der Kraftausgangswelle des Triebwerks und der Drehwelle des angetriebenen Motors, wodurch Antriebs- und Geschwindigkeitssteuerfunktionen erzeugt werden. Ein Beispiel dieser Bauart ist der Deutsche Volkswagen CHICO Sedan.(B) Synchronized power in common shaft design: This design involves directly combining in series the power output shaft of the engine and the rotating shaft of the driven motor, thereby producing drive and speed control functions. An example of this design is the German Volkswagen CHICO sedan.
Im Falle des in (B) beschriebenen herkömmlichen Triebwerks und Motors kann lediglich das Triebwerk oder der Motor zur Ausgangsleistungsübertragung verwendet werden, und eine Kombination der abgegebenen Leistung davon ist nicht verfügbar.In the case of the conventional engine and motor described in (B), only the engine or motor can be used for output power transmission, and a combination of the output power thereof is not available.
Hingegen ermöglicht das offenbarte Verteilerdifferential- Kupplungs-Kombinationaeistungssystem der Erfindung, daß die abgegebene Leistung der Ausgangswelle des Triebwerks (bzw. einer anderen Drehkraftquelle) nicht nur eine Vorderabschnittslast antreibt, sonder ferner mit einer elektromagnetischen Koppiungsvorrichtung zum Antreiben einer Hinterabschnittslast kombiniert werden kann. Die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung ist aus einer elektrischen Gleichstrom- bzw. Wechselstrommaschine mit bzw. ohne Bürsten aufgebaut und weist eine Zwei-Enden-Struktur auf. Sie umfaßt eine ein Drehfeld erzeugende Struktur und einen Rotor, und die Rotorwelle (bzw. die Felddrehwelle) wird als Ausgangswelle zum Bilden einer elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung verwendet, während das andere Ende mit der Ausgangswelle des Triebwerks über das Getrieberadsystem verbunden ist. Diese Bauart kann die Leistung und Drehzahl des Triebwerksausgangs zu der durch die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung selbst erzeugten Ausgangsleistung hinzufügen, um die Hinterlast anzutreiben, ohne durch das Drehzahlverhältnis der beiden beeinträchtigt zu werden. Allgemein weist diese ein kleineres Systemvolumen auf und spart im Vergleich zu anderen kombinierten Kraftsystemen Kosten und Raum.On the other hand, the disclosed transfer differential-clutch combination power system of the invention enables the output power of the engine output shaft (or other rotating power source) to not only drive a front section load but also to be combined with an electromagnetic coupling device for driving a rear section load. The electromagnetic coupling device is constructed of a DC or AC electric machine with or without brushes and has a two-end structure. It includes a rotating field generating structure and a rotor, and the rotor shaft (or the field rotating shaft) is used as an output shaft to form an electromagnetic coupling device while the other end is connected to the engine output shaft via the gear system. This structure can add the power and speed of the engine output to the output power generated by the electromagnetic coupling device itself to drive the rear load without passing through the speed ratio of the two is not affected. In general, it has a smaller system volume and saves costs and space compared to other combined power systems.
GB-A-2 275 390 beschreibt ein bekanntes Differential- Kombinationsleistungsverteilungssystem gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.GB-A-2 275 390 describes a known differential combined power distribution system according to the preamble of claim 1.
Das Verteilerdifferential- Kupplungskombinationsleistungssystem der Erfindung kann zum Antreiben von Fahrzeugen, Schiffen, Flugmaschinen oder anderer mechanischer, industrieller bzw. verarbeitender Maschinen verwendet werden, welche eine Drehkraftquelle erfordern. Das Kraftsystem umfaßt die Drehausgangswelle eines Triebwerks mit Innenverbrennung (bzw. anderer Drehkraftquellen) und wird nicht nur zum Antreiben einer Vorderabschnittslast direkt bzw. über Getriebevorrichtungen, wie Getrieberäder, Riemen, Ketten bzw. die Kupplungen, verwendet, sondern wird ferner mit der Eingangswelle einer elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung zum Antreiben der Hinterabschnittslast verbunden. Die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung weist eine Zwei-Enden- Struktur auf und wird jeweils mit einer Stator- und einer Rotorstruktur kombiniert, um durch eine Betätigungsvorrichtung zum Erzeugen von Motorantriebsfunktionen, wenn ein Eingangsstrom auf die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung angewandt wird, bzw. zum Betätigen variabler Drehzahlkopplungsfunktionen über den Ausgangsstrom, wenn als Generator verwendet, bzw. zur Verwendung bei Starten des Triebwerks und als Bremse mit Leistungsrückgewinnung, insbesondere, wenn das Triebwerk die Hauptgetriebeleistungsquelle ist, um die Batterie über die Differenz zwischen der durch den Stator erzeugten Geschwindigkeit des Drehfelds und der Geschwindigkeit des Rotors zu laden, wobei die Geschwindigkeitsdifferenz bei dem Hinterlastabschnitt dadurch durch Steuern des Ladestrome eingestellt wird, gesteuert zu werden. Das Triebwerk kann eine konstante Drehzahl bzw. eine Drehzahl aufweisen, welche teilweise einstellbar ist, um eine Betriebsdrehzahl mit höherer Betriebseffizienz und niedrigerer Verschmutzung zu halten, wobei ein Teil der durch die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung erzeugten Differentialdrehzahl-Ausgangsleistung zum Antreiben der Last verwendet wird, während der verbleibende Teil der Leistung durch die Generatorfunktion der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung zum Laden der Batterie umgewandelt wird. Dadurch fördert die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung eine Triebwerkseffizienz während eines variablen Drehzahlantriebs bei niedrigen Antriebsdrehzahlen unter Gewinnung von Ladeenergie für die Batterie und unter Verringerung der Verschmutzung, und zusätzlich zu der Schaffung einer variablen Drehzahlkopplung kann die elektromagnetische Kopplung ferner als Antriebsmotor zum Erzeugen einer Drehausgangsleistung zum Antreiben der Last unabhängig von dem bzw. zusammen mit dem Triebwerk verwendet werden.The transfer differential-clutch combination power system of the invention can be used to drive vehicles, ships, aircraft or other mechanical, industrial or manufacturing machines which require a rotary power source. The power system comprises the rotary output shaft of an internal combustion engine (or other rotary power source) and is used not only to drive a front section load directly or through transmission devices such as gears, belts, chains or the clutches, but is also connected to the input shaft of an electromagnetic coupling device for driving the rear section load. The electromagnetic coupling device has a two-ended structure and is combined with a stator and a rotor structure, respectively, to be actuated by an actuating device for generating motor drive functions when an input current is applied to the electromagnetic coupling device, or for actuating variable speed coupling functions via the output current when used as a generator, or for use in starting the engine and as a brake with power recovery, in particular when the engine is the main transmission power source, to charge the battery via the difference between the speed of the rotating field generated by the stator and the speed of the Rotor, the speed difference at the rear load portion being thereby adjusted by controlling the charging current. The engine may have a constant speed or a speed which is partially adjustable to maintain an operating speed with higher operating efficiency and lower pollution, wherein a portion of the differential speed output generated by the electromagnetic coupling device is used to drive the load while the remaining portion of the power is converted by the generator function of the electromagnetic coupling device to charge the battery. Thus, the electromagnetic coupling device promotes engine efficiency during variable speed drive at low drive speeds while recovering charging energy for the battery and reducing pollution, and in addition to providing variable speed coupling, the electromagnetic coupling may further be used as a drive motor for generating rotary output to drive the load independently of or together with the engine.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm des Systems eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.Fig. 1 is a schematic diagram of the system of a first preferred embodiment.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer ersten Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 2 is a schematic diagram of a first modification of the system of Fig. 1.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm einer zweiten Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 3 is a schematic diagram of a second modification of the system of Fig. 1.
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm einer dritten Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 4 is a schematic diagram of a third modification of the system of Fig.1.
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm einer vierten Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 5 is a schematic diagram of a fourth modification of the system of Fig. 1.
Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm einer fünften Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 6 is a schematic diagram of a fifth modification of the system of Fig. 1.
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm einer sechsten Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 7 is a schematic diagram of a sixth modification of the system of Fig. 1.
Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm einer siebten Abwandlung des Systems von Fig. 1.Fig. 8 is a schematic diagram of a seventh modification of the system of Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Verteilerdifferential-Kupplungskombinationsleistungssystems, die folgenden Hauptelemente umfassend:Fig. 1 shows a preferred embodiment of a distributor differential-clutch combination power system, comprising the following main elements:
eine Drehkraftquelle der Antriebsseite mit einer Ausgangsleistung, welche zuerst zum Steuern der Vorderabschnittslast geliefert und anschließend zu dem Eingangsende einer elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung eines Zwei-Enden- Wellentyps zum Antreiben einer Hinterabschnittslast übertragen wird;a drive-side rotational power source having an output which is first supplied for controlling the front section load and then transmitted to the input end of a two-end wave type electromagnetic coupling device for driving a rear section load;
eine elektromagnetische Kopplungsvorrichtung, welche durch ein Direktgetriebe mit einer anderen Last, über ein Getriebebauteil mit einer anderen Last bzw. über ein Ausgleichgetriebesystem mit einer differenziell wirkenden Last, wie den seitlichen Hinterrädern eines Fahrzeugs, verbunden ist.an electromagnetic coupling device which is connected to another load through a direct transmission, to another load through a transmission component, or to a differentially acting load, such as the side rear wheels of a vehicle, through a differential gear system.
Genauer umfaßt das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel die folgenden Elemente:More specifically, the embodiment shown in Fig. 1 comprises the following elements:
eine Drehkrafteinheit P101 der Antriebsseite in Form eines Triebwerks mit Innenverbrennung bzw. einer anderen Leistungsquelle, wobei die Drehausgangswelle SiO&sub2; mit einer mittleren Getriebevorrichtung und einer Steuerschnittstelle M102 über eine Kupplung CL102 verbunden ist. Der Motor P101 umfaßt ferner einen Drehzahlsensor SD101 zum Übertragen eines Motordrehzahlsignals an eine zentrale Steuervorrichtung CCU101, wobei das steuerbare Kraftstoffventil CGIOI durch die zentrale Steuervorrichtung CCU101 derart gesteuert wird, daß die Motordrehzahl geändert bzw. der Motor bei einer konstanten Drehzahl gehalten wird;a drive side torque unit P101 in the form of an internal combustion engine or other power source, the rotary output shaft SiO₂ being connected to a middle gear device and a control interface M102 via a clutch CL102. The engine P101 further comprises a speed sensor SD101 for transmitting an engine speed signal to a central control device CCU101, the controllable fuel valve CGIOI being controlled by the central control device CCU101 in such a way that the engine speed is changed or the engine is kept at a constant speed;
eine mittlere Getriebevorrichtung und eine Steuerschnittstelle M102, aufgebaut aus einem automatischen bzw. manuellen Drehzahländerungssteuersystem ähnlich einem System bei einem herkömmlichen Vorderradantriebssystem, welches jedoch dazu verwendet werden kann, lediglich die Vorderabschnittslast bzw. Vorder- und Hinterlasten anzutreiben. Eine Kupplung CL103 ist zwischen der mittleren Eingangswelle 5101 und der Vorderabschnittslast eingerichtet, um eine Getriebekopplung zu schaffen bzw. das Getriebeverhältnis zwischen der mittleren Getriebevorrichtung und den Vorderrädern aufzuheben, obwohl die Kupplung CL103 ferner durch eine neutrale Schaltung ersetzt bzw. zusammen mit der neutralen Schaltung eingerichtet werden kann, wenn sich die Schaltschnittstelle in dem Zustand einer neutralen Schaltung befindet. Die mittlere Welle 5101 ist an dem Ausgangsende der Kupplung CL102 gekoppelt und erstreckt sich entweder direkt nach hinten oder ist über eine Getriebevorrichtung verbunden, um zu bewirken, daß die Drehzahldifferenz zwischen der mittleren Welle 5101 und der erzielten Ausgangsleistung ein konstantes Drehzahlverhältnis bzw. ein nicht-konstantes Drehzahlverhältnis aufweist, in einer ähnlichen Weise wie die nach hinten verlaufende Hinterradgetriebewelle bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb. Eine durch die zentrale Steuervorrichtung CCU101 gesteuerte Bremse B101 ist ferner zwischen der mittleren Welle S101 und dem festen Gehäuse eingerichtet;a center transmission device and a control interface M102 constructed of an automatic or manual speed change control system similar to a system in a conventional front wheel drive system, but which can be used to drive only the front section load or front and rear loads. A clutch CL103 is installed between the center input shaft 5101 and the front section load to establish a gear coupling or cancel the gear ratio between the center transmission device and the front wheels, although the clutch CL103 can also be replaced by a neutral circuit or installed together with the neutral circuit when the switching interface is in the neutral circuit state. The center shaft 5101 is coupled to the output end of the clutch CL102 and either extends directly rearward or is connected through a gear device to cause the speed difference between the center shaft 5101 and the output achieved to have a constant speed ratio or a non-constant speed ratio, respectively, in a manner similar to the rearwardly extending rear wheel transmission shaft in a four-wheel drive vehicle. A brake B101 controlled by the central control device CCU101 is further arranged between the central shaft S101 and the fixed housing;
eine direkt angetriebene Vorderabschnittslast W101, welche aus einem Antriebsrad bzw. mehreren Antriebsrädern mit Antriebswiderstand einer Last aufgebaut ist;a directly driven front section load W101, which is made up of a drive wheel or several drive wheels with drive resistance of a load;
eine elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 in Form einer Zwei-Enden-Wellenstruktur, welche aus einer ein Drehfeld erzeugenden Struktur und einem Rotor aufgebaut ist, und bei welcher das Drehfeld und der Rotor jeweils mit der mittleren Getriebewelle S101 und mit der Eingangswelle eines hinteren Differentialgetriebes GB101 über eine Kupplung CL104 verbunden sind, wodurch die Differentialhinterabschnittslast W102 an beiden Seiten angetrieben wird. Die Kopplungsvorrichtung kann eine elektrische Wechselstrom- bzw. Gleichstrommaschine mit oder ohne Bürsten sein, und insbesondere eine elektrische Maschine mit Reihenschlußerregung bzw. Hilfs-Verbunderregung sein, welche die elektrische Eigenschaft aufweist, daß sich die Drehzahl davon mit abnehmender Last erhöht, bzw. kann eine Wechselstrom- bzw. Gleichstrommaschine mit bzw. ohne Bürsten sein, welche eine Stromsteuerung (einschließlich einer konstanten Stromsteuerung) über die Betriebssteuerung einer Treiberschaltungsvorrichtung D101 ausführen kann, um dazu beizutragen, ein zusätzliches Drehmoment auf die angetriebene Last zu liefern;an electromagnetic coupling device M101 in the form of a two-ended shaft structure composed of a rotating field generating structure and a rotor, and in which the rotating field and the rotor are respectively connected to the center transmission shaft S101 and to the input shaft of a rear differential gear GB101 via a clutch CL104, thereby driving the differential rear section load W102 on both sides. The coupling device may be an AC or DC electric machine with or without brushes, and in particular a series-excited or auxiliary compound-excited electric machine having the electrical property that the speed thereof increases as the load decreases, or may be an AC or DC electric machine with or without brushes which can perform current control (including constant current control) via the operation control of a driver circuit device D101 to help provide additional torque to the driven load;
eine optionale Kupplung CL101, welche durch die zentrale Steuervorrichtung CCU101 gesteuert wird und zwischen der das Drehfeld erzeugenden Struktur und dem Rotor wie erforderlich eingerichtet ist, um direkt eine synchronisierte mechanische Verriegelung zwischen dem Feld und dem Rotor zu schaffen;an optional clutch CL101, controlled by the central control device CCU101 and arranged between the structure generating the rotating field and the rotor as required to directly create a synchronized mechanical interlock between the field and the rotor;
eine Treiberschaltungsvorrichtung D101, welche zwischen der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung M101 und der Batterie BT101 eingerichtet ist, um Betriebsbefehle von der zentralen Steuervorrichtung CCU101 zum Steuern der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung zu empfangen, welche derart ausgelegt ist, daß diese als Generator zum Laden der Batterie bzw. zum Zuführen von Energie zu der anderen Last bzw. zum Liefern einer stromsteuerbaren Generatorausgangsleistung zum Steuern des Kopplungsmoments wirkt, wodurch die Drehzahl in Abhängigkeit von Lastbedingungen geändert wird;a driver circuit device D101 arranged between the electromagnetic coupling device M101 and the battery BT101 to receive operating commands from the central control device CCU101 for controlling the electromagnetic coupling device, which is designed to act as a generator for charging the battery or supplying power to the other load or providing a current-controllable generator output for controlling the coupling torque, thereby changing the rotational speed depending on load conditions;
zentrale Steuervorrichtung CCU101, welche Befehlen des Bedieners folgt und den Betriebszustand der Drehkrafteinheit P101 der Antriebsseite überwacht, um entsprechende Steuerbefehle für die Treiberschaltungsvorrichtung D101 zu erzeugen;central control device CCU101, which follows commands of the operator and monitors the operating state of the torque unit P101 of the drive side in order to generate corresponding control commands for the driver circuit device D101;
eine optionale Bremse B102 kann, bei Erfordernis, zwischen dem Gehäuse der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung M101 und der Seite der Kupplung CL104, welche zwischen der doppelt wirkenden Struktur der elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung und dem gekoppelten hinteren Differentialgetriebe angeordnet ist, eingerichtet sein, so daß die Vorderabschnittslast angetrieben, das Triebwerk gestartet bzw. bei Stillstand eine Leistungserzeugung geliefert wird, wobei zu diesem Zeitpunkt die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung durch das Triebwerk derart angetrieben wird, daß diese als Generator zum Laden der Batterie bzw. zum Liefern von Leistung an die anderen Lasten wirkt. Im Falle von Wechselstromleistungserzeugungsausgangsleistungen wird die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als elektrische Maschine mit Wechselstromleistungserzeugungsfunktionen verwendet und ist aus einem Permanentmagnet bzw. einer erregten Wicklung, einer elektrischen Vorrichtung eines Feldtyps variabler Frequenz bzw. einer elektrischen Vorrichtung eines Wechselstromgeneratortyps mit Bürsten aufgebaut, wobei die Ankerwicklung herkömmlicherweise bei den leitenden Ringen für den Wechselstromausgang und bei den Kommutatoren für den Gleichstrom- Eingang/Ausgang eingerichtet ist, wodurch die Wechselstromausgangsleistung eine Ausgangsleistung variabler Frequenz bzw. eine Ausgangsleistung konstanter Frequenz in Abhängigkeit der Konstantdrehzahlsteuerung des Triebwerks sein kann;an optional brake B102 may be installed, if necessary, between the housing of the electromagnetic coupling device M101 and the side of the clutch CL104 arranged between the double-acting structure of the electromagnetic coupling device and the coupled rear differential gear, so as to drive the front section load, start the engine or provide power generation at standstill, at which time the electromagnetic coupling device is driven by the engine so as to act as a generator for charging the battery or for supplying power to the other loads. In the case of AC power generation outputs, the electromagnetic coupling device M101 is used as an electric machine with AC power generation functions and is made of a permanent magnet or an excited winding, a variable frequency field type electrical device or a brush alternator type electrical device, the armature winding being conventionally arranged at the conductive rings for AC output and at the commutators for DC input/output, whereby the AC output can be a variable frequency output or a constant frequency output depending on the constant speed control of the engine;
Schließlich können die zuvor genannte Direktantriebslast und die Verteilerdifferentiallast aus einer oder mehr Drehkraftquellen, bzw. aus einer oder mehr Direktantriebslasten, bzw. aus einer oder mehr doppelt wirkenden elektromagnetischen Kopplungsvorrichtungen und den angetriebenen Lastgruppen davon in sequentiellen Reihenkombinationen aufgebaut sein, so daß eine erweiterte Verbund-Reihen- Struktur gebildet: wird.Finally, the aforementioned direct drive load and the distribution differential load may be constructed from one or more torque sources, or from one or more direct drive loads, or from one or more double-acting electromagnetic coupling devices and the driven load groups thereof in sequential series combinations so that an extended compound series structure is formed.
Die Funktionen des in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels sind in Tabelle 1 wie folgt dargestellt:The functions of the preferred embodiment shown in Fig. 1 are shown in Table 1 as follows:
F1-A F1-B F1-C F1-D sind die verschiedenen Systemvorgänge, wenn das Triebwerk die Last bei einer Ausgangsleistung niedriger Drehzahl antreibt;F1-A F1-B F1-C F1-D are the various system operations when the engine is driving the load at a low speed output;
F2 und F3 sind Systemvorgänge, wenn die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung durch eine Batterie zum Antreiben der Last als Motor betrieben wird;F2 and F3 are system operations when the electromagnetic coupling device is operated by a battery to drive the load as a motor;
F4-A und F4-B sind Systemvorgänge, wenn die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung durch die Batterie derart betrieben wird, daß diese als Motor betrieben wird, welcher die Last zusammen mit dem Triebwerk antreibt, so daß diese eine höhere Ausgangsleistung infolge der zusätzlichen Ausgangsleistung aufweist;F4-A and F4-B are system operations when the electromagnetic coupling device is operated by the battery in such a way that it operates as a motor which drives the load together with the engine so that it has a higher output power due to the additional output power;
F5, F6 und F7 sind Systemvorgänge, wenn die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Generator betrieben wird, welcher durch die mechanische Rückführenergie der Last angetrieben wird, um die Batterie zu laden bzw. um als Bremse durch Verwendung der Reibungsdämpfung des Triebwerks selbst zu wirken;F5, F6 and F7 are system operations when the electromagnetic coupling device is operated as a generator, which is driven by the mechanical feedback energy of the load, to charge the battery or to act as a brake by using the frictional damping of the engine itself;
F8 ist der Systemvorgang, wenn die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung durch das Triebwerk angetrieben wird, um als Generator zum Laden der Batterie betrieben zu werden. Diese Funktion kann ferner eine Ladezeitsteuerung zum automatischen. Stoppen zu einer zuvor festgelegten Zeit sowie Wechselstromerzeugungsfunktionen, wie oben beschrieben, umfassen.F8 is the system operation when the electromagnetic coupling device is driven by the engine to operate as a generator to charge the battery. This function may further include a charging time control for automatically stopping at a predetermined time and AC generation functions as described above.
F9 ist eine Funktion, bei welcher die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Motor betrieben und durch die Batterie zum Starten des Triebwerks betrieben wird;F9 is a function in which the electromagnetic coupling device is operated as a motor and powered by the battery to start the engine;
F10 ist eine Funktion, bei welcher sämtliche Kupplungen und Bremsen des Systems in einem "AUS"-Zustand sind, um einen verlustarmen Gleitbetrieb zu gewährleisten.F10 is a function in which all clutches and brakes of the system are in an "OFF" state to ensure low-loss sliding operation.
Die obigen in Tabelle 1 aufgeführten Betriebsfunktionen des Systems sind wie folgt genauer beschrieben:The above system operating functions listed in Table 1 are described in more detail as follows:
F1-A. Um diese Funktion zu erzielen, wird das Kraftstoffventil des Triebwerks wie folgt derart gesteuert, daß dieses das Triebwerk von einer niedrigen Drehzahl zu einer hohen Drehzahl angetrieben wird:F1-A. To achieve this function, the engine fuel valve is controlled as follows to drive the engine from a low speed to a high speed:
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird durch das Kraftstoffven- Till des Triebwerks derart gesteuert, daß dieses die Hinterabschnittslast antreibt, wobei sich zu diesem Zeitpunkt Kupplungen CL101, CL102 und CL104 in einem EIN-Zustand befinden, während sich CL103 in einem AUS-Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side and is controlled by the engine fuel valve to drive the rear section load, at which time clutches CL101, CL102 and CL104 are in an ON state, CL103 is in an OFF state and brakes B101 and B102 are in an OFF state;
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als die Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird durch das Kraftstoffventil des Triebwerks derart gesteuert, daß diese die Vorderabschnittslast und die Hinterabschnittslast antreibt, wobei sich zu diesem Zeitpunkt Kupplungen CL101, CL102, CL103 und CL104 allesamt in einem EIN-Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side and is controlled by the engine fuel valve to drive the front section load and the rear section load, at which time clutches CL101, CL102, CL103 and CL104 are all in an ON state and brakes B101 and B102 are in an OFF state;
Das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird durch das Kraftstoffventil des Triebwerks derart gesteuert, daß dieses die Vorderabschnittslast antreibt, wobei sich zu diesem Zeitpunkt Kupplungen CL102 und CL103 in einem EIN-Zustand befinden, während sich Kupplungen CL101 und CL104 in einem AUS- Zustand befinden, und die Bremsen B101 und B102 befinden sich in einem AUS-Zustand, die elektromagnetische Kopplung in einem lastfreien Zustand;The internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side and is controlled by the fuel valve of the engine to drive the front section load, at which time clutches CL102 and CL103 are in an ON state, while clutches CL101 and CL104 are in an OFF state, and brakes B101 and B102 are in an OFF state, the electromagnetic coupling in a no-load state;
F1-B: Um diese Funktion zu erzielen, werden das Kraftstoffventil des Triebwerks und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wie folgt gleichzeitig gesteuert, um das Triebwerk von einer niedrigen Drehzahl zu einer hohen Drehzahl anzutreiben und die Batterie gleichzeitig zu laden;F1-B: To achieve this function, the engine fuel valve and the electromagnetic coupling device M101 are simultaneously controlled as follows to drive the engine from a low speed to a high speed and charge the battery at the same time;
Das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als die Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird durch das Kraftstoffventil des Triebwerks derart gesteuert, daß dieses die Drehzahl des Triebwerks ändert und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung al Generator zum Laden der Batterie und Antreiben der Hinterabschnittslast betreibt, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplungen CL101 und CL103 in einem AUS-Zustand befinden, während sich die Kupplungen CL102 und CL104 in einem EIN- Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;The internal combustion engine serves as the power source of the drive side and is controlled by the engine fuel valve so that it changes the speed of the engine and operates the electromagnetic coupling device as a generator to charge the battery and drive the rear section load, at which time the clutches CL101 and CL103 are in an OFF state, while the clutches CL102 and CL104 are in an ON state and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird durch das Kraftstoffventil des Motors derart gesteuert, daß dieses die Drehzahl des Treibwerks ändert und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Generator zum Laden der Batterie und zum Antrieben der Vorderabschnittslast und der Hinterabschnittslast zusammen mit dem Treibwerk betreibt, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplungen CL102, CL103 und CL104 in einem EIN-Zustand befinden, während sich CL101 in einem AUS-Zustand befindet und sich die Bremsen 8101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;the internal combustion engine serves as a rotational power source of the drive side and is controlled by the fuel valve of the engine to change the rotational speed of the engine and operate the electromagnetic coupling device as a generator for charging the battery and driving the front section load and the rear section load together with the engine, at which time the clutches CL102, CL103 and CL104 are in an ON state, while CL101 is in an OFF state and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird durch das Kraftstoffventil des Triebwerks derart gesteuert, daß dieses die Drehzahl des Triebwerks ändert und die Vorderabschnittslast antreibt und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Generator betreibt, so daß die Batterie gleichzeitig geladen wird, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplungen CL101 und CL104 in einem AUS-Zustand befinden, während sich die Kupplungen CL102 und CL103 in einem EIN-Zustand befinden, die Bremse B101 befindet sich in einem AUS-, die Bremse B102 in einem EIN-Zustand.the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side and is controlled by the engine fuel valve to change the engine speed and drive the front section load and operate the electromagnetic coupling device as a generator so that the battery is charged simultaneously, at which time the clutches CL101 and CL104 are in an OFF state, while the clutches CL102 and CL103 are in an ON state, the brake B101 is in an OFF state, the brake B102 is in an ON state.
F1-C: Um diese Funktion zu erzielen, wird das Treibwerk drehzahlgesteuert bzw. bei konstanter Drehzahl betrieben, und der Batterieladestrom von M101 wird derart gesteuert, daß die Ausgangsleistung an die Last wie folgt geändert wird:F1-C: To achieve this function, the engine is speed-controlled or operated at a constant speed, and the Battery charging current of M101 is controlled to change the output power to the load as follows:
Das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite, und das Triebwerk wird durch das Kraftstoffventil des Triebwerks und das Drehzahlrückführsignal derart gesteuert, daß dieses bei konstanter Drehzahl betrieben wird, sowie derart, daß dieses die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Generator zum Laden der Batterie und zum Einstellen des Kopplungsmoments, so daß die Hinterabschnittslast angetrieben wird, betreibt, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplungen CL101 und CL102 in einem AUS-Zustand befinden, während sich die Kupplungen CL102 und CL104 in einem EIN-Zustand befinden, und die Bremsen 13101 und B102 befinden sich in einem AUS- Zustand;The internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side, and the engine is controlled by the engine fuel valve and the speed feedback signal so as to operate at a constant speed and to operate the electromagnetic coupling device as a generator for charging the battery and adjusting the coupling torque so as to drive the rear section load, at which time the clutches CL101 and CL102 are in an OFF state, while the clutches CL102 and CL104 are in an ON state, and the brakes 13101 and B102 are in an OFF state;
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite, und die Drehzahl des Triebwerks wird durch das Kraftstoffventil des Triebwerks und das Drehzahlrückführsignal derart gesteuert, daß dieses die Vorderabschnittsiast antreibt sowie die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Generator zum Laden der Batterie betreibt, und derart gesteuert, daß dieses das Kopplungsmoment einstellt, so daß die Hinterabschnittslast angetrieben wird, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplung CL101 in einem AUS-Zustand befindet, während sich die Kupplungen CL102, CL103 und CL104 in einem EIN-Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side, and the rotational speed of the engine is controlled by the engine fuel valve and the speed feedback signal so as to drive the front section load and operate the electromagnetic coupling device as a generator for charging the battery, and controlled so as to adjust the coupling torque so as to drive the rear section load, at which time the clutch CL101 is in an OFF state, while the clutches CL102, CL103 and CL104 are in an ON state and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
F1.-D: Um diese Funktion zu erzielen, erzeugt die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wie folgt einen Kurzschluß, um das Ausgangswellendrehmoment zu steuern und dadurch die Drehzahl des Triebwerks zu ändern:F1.-D: To achieve this function, the electromagnetic coupling device M101 creates a short circuit as follows to control the output shaft torque and thereby change the speed of the engine:
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als die Drehkraftquelle der Antriebsseite, und das Kraftstoffventil des Triebwerks und das Drehzahlrückführsignal werden dazu verwendet, das Treibwerk bei variabler Drehzahl bzw. bei konstanter Drehzahl zu betreiben und gleichzeitig die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Generator zu betreiben und, auf der Grundlage des erzeugten Kurzschlu0ßstroms, das Kopplungsmoment zu steuern, wodurch die Leistungsverteilung zwischen der Vorderabschnittslast und der Hinterabschnittslast geändert wird, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplungen CL101 und CL103 in einem AUS- Zustand befinden, während sich die Kupplungen CL102 und CL104 in einem EIN-Zustand befinden, und die Bremsen B101 und B102 befinden sich in einem AUS-Zustand;the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side, and the fuel valve of the engine and the speed feedback signal are used to operate the engine at variable speed and at constant speed, respectively, and at the same time operate the electromagnetic coupling device M101 as a generator and, based on the generated short-circuit current, control the coupling torque, thereby changing the power distribution between the front section load and the rear section load, at which time the clutches CL101 and CL103 are in an OFF state, while the clutches CL102 and CL104 are in an ON state, and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als die Drehkraftquelle der Antriebsseite, und das Kraftstoffventil des Triebwerks und das Drehzahlrückführsignal werden dazu verwendet, die Drehzahl des Triebwerks zu steuern und gleichzeitig die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Generator zu betreiben und einen erzeugten Kurzschlußstrom zu steuern, um das Kopplungsmoment zu ändern, wodurch die Leistungsverteilung zwischen der Vorderabschnittslast und der Hinterabschnittslast geändert wird, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Kupplung CL101 in einem AUS-Zustand befindet, während sich die Kupplungen CL102, CL103 und CL104:in einem EIN-Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side, and the fuel valve of the engine and the speed feedback signal are used to control the rotational speed of the engine and simultaneously operate the electromagnetic coupling device M101 as a generator and control a generated short-circuit current to change the coupling torque, thereby changing the power distribution between the front section load and the rear section load, at this time, the clutch CL101 is in an OFF state, while the clutches CL102, CL103 and CL104: are in an ON state and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
F2: Um diese Funktion zu erzielen, wird die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 durch die Batterie betrieben, um die Drehzahl bzw. Drehrichtung der Hinterabschnittslast wie folgt ändern:F2: To achieve this function, the electromagnetic coupling device M101 is driven by the battery to change the rotation speed or rotation direction of the rear section load as follows:
die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird durch die Batterie betrieben, um die Hinterabschnittslast durch Betreiben der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung MOl als Motor anzutreiben, während sich die Bremse 3101 in einem EIN-Zustand und die Bremse B102 in einem AUS-Zustand befindet, sich die Kupplungen CL101 und CL102 und die Kupplung CL103 zum Steuern der Vorderabschnittslast in einem Auszustand und die Kupplung CL104 in einem EIN-Zustand befindet.the electromagnetic coupling device M101 is operated by the battery to drive the rear section load by operating the electromagnetic coupling device MO1 as a motor, while the brake 3101 is in an ON state and the brake B102 is in an OFF state, the clutches CL101 and CL102 and the clutch CL103 for controlling the front section load are in an OFF state and the clutch CL104 is in an ON state.
F3: Um diese Funktion zu erzielen, wird die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 durch die Batterie betrieben, um die Drehzahl bzw. die Drehrichtung der Vorderabschnittslast wie folgt zu ändern:F3: To achieve this function, the electromagnetic coupling device M101 is driven by the battery to change the speed or direction of rotation of the front section load as follows:
die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird durch die Batterie betrieben, um die Vorderabschnittslast anzutreiben, wobei zu diesem Zeitpunkt die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung als Motor betrieben wird, während sich die Bremse B102 in einem EIN-Zustand, die Bremse B101 in einem AUS-Zustand befindet, sich die Kupplungen CL101, CL102 und. CL104 in einem AUS-Zustand befinden und sich die Kupplung CL103 in einem EIN-Zustand befindet.the electromagnetic coupling device M101 is operated by the battery to drive the front section load, at this time, the electromagnetic coupling device is operated as a motor, while the brake B102 is in an ON state, the brake B101 is in an OFF state, the clutches CL101, CL102 and CL104 are in an OFF state, and the clutch CL103 is in an ON state.
F4-A: Um diese Funktion zu erzielen, wird das Triebwerk mit einer voreingestellten Drehzahl betrieben, während die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Motor betrieben wird, um eine zusätzliche Ausgangsleistung zu liefern, so daß die Hinterabschnittslast wie folgt angetrieben wird:F4-A: To achieve this function, the engine is operated at a preset speed while the electromagnetic coupling device M101 is operated as a motor to provide additional output power so that the rear section load is driven as follows:
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite und wird mit variabler bzw. konstanter Drehzahl betrieben, während die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 durch die Batterie betrieben wird, so daß eine zusätzliche Ausgangsleistung zum gleichzeitigen Antreiben der Hinterabschnittslast geliefert wird. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Kupplungen CL101 und CL103 in einem AUS-Zustand, während sich die Kupplungen CL102 und CL104 in einem EIN-Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;The internal combustion engine serves as the power source of the drive side and is operated at variable or constant speed, while the electromagnetic coupling device M101 is powered by the battery, so that an additional output power for simultaneous driving the rear section load. At this time, the clutches CL101 and CL103 are in an OFF state, while the clutches CL102 and CL104 are in an ON state and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
F4-B: Um diese Funktion zu erzielen, wird das Triebwerk mit einer voreingestellten Drehzahl betrieben, während die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Motor betrieben wird, so daß eine zusätzliche Ausgangsleistung zum Antreiben der Vorderabschnittslast und der Hinterabschnittslast wie folgt geliefert wird:F4-B: To achieve this function, the engine is operated at a preset speed while the electromagnetic coupling device M101 is operated as a motor so that additional output power is provided to drive the front section load and the rear section load as follows:
das Triebwerk mit Innenverbrennung dient als Drehkraftquelle der Antriebsseite, und das Triebwerk wird mit variabler bzw. konstanter Drehzahl betrieben, während die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 durch die Batterie betrieben wird, so daß eine zusätzliche Ausgangsleistung zum gleichzeitigen Antreiben der Vorderabschnittslast und der Hinterabschnittslast geliefert wird: Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Kupplung CL101 in einem AUS-Zustand, während sich die Kupplungen CL102, CL103 und CL104 in einem EIN-Zustand und die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden;the internal combustion engine serves as the rotational power source of the drive side, and the engine is operated at variable or constant speed while the electromagnetic coupling device M101 is operated by the battery so that an additional output is provided for driving the front section load and the rear section load simultaneously: At this time, the clutch CL101 is in an OFF state, while the clutches CL102, CL103 and CL104 are in an ON state and the brakes B101 and B102 are in an OFF state;
F5: Um diese Funktion zu erzielen, wird die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Generator betrieben, um die Batterie unter Verwendung der wiedergewonnen kinetischen Energie des Hinterabschnitts wie folgt zu laden:Q5: To achieve this function, the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator to charge the battery using the recovered kinetic energy of the rear section as follows:
die Drehzahl des Triebwerks wird verringert bzw. das Kraftstoffventil wird geschlossen, und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird als Generator betrieben, um die mechanische Drehenergie der Hinterabschnittslast in elektrische Leistung umzuwandeln, so daß die Batterie geladen wird bzw. so daß die elektrische Leistung durch andere Lasten verbraucht wird, wodurch eine Reibungdsämpfung erzielt und, zusammen mit der Reibungsdämpfung des Triebwerkskolbens, eine Bremsreibungsdämpfung geliefert wird, während sich die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden, die Kupplungen CL101 und CL103 in einem AUS-Zustand befinden, die Kupplungen CL102 und CL104 in einem EIN-Zustand befinden und das Triebwerk gestoppt bzw. langsam betrieben werden kann;the engine speed is reduced or the fuel valve is closed, and the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator to convert the mechanical rotational energy of the rear section load into electrical power so that the battery is loaded or so that the electrical power is consumed by other loads, thereby achieving frictional damping and, together with the frictional damping of the engine piston, providing braking frictional damping, while the brakes B101 and B102 are in an OFF state, the clutches CL101 and CL103 are in an OFF state, the clutches CL102 and CL104 are in an ON state and the engine can be stopped or operated slowly;
die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird als Generator betrieben, um die mechanische Drehenergie der Hinterabschnittslast in elektrische Leistung umzuwandeln, so daß die Batterie geladen bzw. so daß die elektrische Leistung durch andere Lasten verbraucht wird, wodurch eine Reibungsdämpfung erzielt wird, während sich die Bremse B101 in einem EIN-Zustand, die Bremse B101 hingegen in einem AUS-Zustand befindet, sich die Kupplungen CL101, CL102 und CL103 in einem AUS-Zustand befinden und das Triebwerk gestoppt bzw. mit niedrigerer Drehzahl als die Gleitgeschwindigkeit betrieben werden kann, und wenn sich die Kupplung CL104 in einem EIN-Zustand befindet, kann das Triebwerk betrieben bzw. gestoppt werden.the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator to convert the rotational mechanical energy of the rear section load into electric power, so that the battery is charged or the electric power is consumed by other loads, thereby achieving friction damping, while the brake B101 is in an ON state, the brake B101 is in an OFF state, the clutches CL101, CL102 and CL103 are in an OFF state and the engine can be stopped or operated at a speed lower than the sliding speed, and when the clutch CL104 is in an ON state, the engine can be operated or stopped.
F6: Um diese Funktion zu erzielen, wird die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Generator zu betrieben, so daß die Batterie unter Verwendung der wiedergewonnenen kinetischen Energie des Vorderabschnitts wie folgt geladen wird:Q6: To achieve this function, the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator so that the battery is charged using the recovered kinetic energy of the front section as follows:
die Drehzahl des Triebwerks wird verringert bzw. das Kraftstoffventil wird geschlossen, und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird als Generator betrieben, um die mechanische Drehenergie der Vorderabschnittslast in elektrische Leistung umzuwandeln, so daß die Batterie geladen bzw. die elektrische Leistung durch andere Lasten verbraucht wird, wodurch eine Reibungsdämpfung erzielt und zusammen mit der Reibungsdämpfung des Triebwerkskolbens eine Bremsreibungsdämpfung geliefert wird, während sich die Bremse B101 in einem AUS-Zustand, die Bremse B102 in einem EIN-Zustand, die Kupplungen CL101 und CL104 in einem ALJS-Zustand, die Kupplungen CL102 und CL103 in einem EIN-Zustand befinden und das Triebwerk gestoppt bzw. langsam betrieben werden kann;the engine speed is reduced or the fuel valve is closed, and the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator to convert the mechanical rotational energy of the front section load into electrical power, so that the battery can be charged or the electrical power can be supplied by other loads, thereby achieving frictional damping and providing braking frictional damping together with the frictional damping of the engine piston, while the brake B101 is in an OFF state, the brake B102 is in an ON state, the clutches CL101 and CL104 are in an ALJS state, the clutches CL102 and CL103 are in an ON state and the engine can be stopped or operated slowly;
die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird als Generator betrieben, um die mechanische Drehenergie der Vorderabschnittslast in elektrische Leistung umzuwandeln, so daß die Batterie geladen bzw. die elektrische Leistung durch andere Lasten verbraucht werden kann, wodurch eine Reibungsdämpfung erzielt wird, während sich die Bremse B102 in einem EIN-Zustand befindet, die Bremse B101 in einem AUS-Zustand befindet, die Kupplungen CL101, CL102 und CL104 in einem AUS-Zustand befinden, die Kupplung CL103 in einem EIN-Zustand befindet und das Triebwerk gestoppt bzw. mit niedrigerer Drehzahl als die Gleitgeschwindigkeit betrieben werden kann, und wenn sich die Kupplung CL102 in einem AUS-Zustand befindet, kann das Triebwerk sich in einem Betriebszustand befinden bzw. gestoppt werden.the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator to convert the rotational mechanical energy of the front section load into electric power, so that the battery can be charged or the electric power can be consumed by other loads, thereby achieving friction damping, while the brake B102 is in an ON state, the brake B101 is in an OFF state, the clutches CL101, CL102 and CL104 are in an OFF state, the clutch CL103 is in an ON state and the engine can be stopped or operated at a lower speed than the gliding speed, and when the clutch CL102 is in an OFF state, the engine can be in an operating state or stopped.
F7: Um diese Funktion zu erzielen, werden sämtliche Lasten durch eine Reibungsdämpfung des Triebwerks wie folgt gebremst:F7: To achieve this function, all loads are braked by friction damping of the engine as follows:
die Drehzahl des Treibwerks wird verringert bzw. das Kraftstoffventil wird geschlossen, und der Generator wird derart betrieben, daß dieser die mechanische Drehenergie der Vorderabschnittslast und der Hinterabschnittslast in Reibungsdämpfung umwandelt und zusammen mit der Reibungsdämpfung des Triebwerkskolbens eine Bremsreibungsdämpfung liefert, während die Bremsen B101 und B102 sich in dem AUS-Zustand befinden, sich die Kupplung CL101 in einem EIN-Zustand befindet, sich die Kupplungen CL102, CL103 und CL104 in einem E7CN-Zustand befinden und das Triebwerk gestoppt bzw. langsam betrieben werden kann;the engine speed is reduced or the fuel valve is closed, and the generator is operated in such a way that it converts the mechanical rotational energy of the front section load and the rear section load into friction damping and provides a brake friction damping together with the friction damping of the engine piston, while the brakes B101 and B102 are in the OFF state, the clutch CL101 is in a ON state, clutches CL102, CL103 and CL104 are in an E7CN state and the engine can be stopped or operated slowly;
F8: Um diese Funktion zu erzielen, wird das System wie folgt einer Selbstaufladung unterzogen:Q8: To achieve this function, the system undergoes self-charging as follows:
die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird durch die Drehkraftquelle der Antriebsseite derart angetrieben, daß diese als Generator zum Laden der Batterie bzw. zum Zuführen von Leistung an andere Lasten betrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich, wenn das Triebwerk gestartet wird, die Bremse B101 in einem AUS-Zustand, die Bremse B102 in einem EIN-Zustand, die Kupplungen CL101, CL103 und CL104 in einem AUS-Zustand, die Kupplung CL102 in einem EIN-Zustand; und die Zeit kann ferner dazu verwendet werden, die Ladezeit des Triebwerks voreinzustellen bzw. die Ladekapazität für eine automatische Bremsung zu steuern. Es können Wechselstromleistungserzeugungsfunktionen beinhaltet sein, welche oben in Verbindung mit der Beschreibung einer Generatorstruktur beschrieben wurden.the electromagnetic coupling device M101 is driven by the rotational power source of the drive side so as to operate as a generator for charging the battery or supplying power to other loads. At this time, when the engine is started, the brake B101 is in an OFF state, the brake B102 is in an ON state, the clutches CL101, CL103 and CL104 are in an OFF state, the clutch CL102 is in an ON state; and the time can be further used to preset the charging time of the engine or to control the charging capacity for automatic braking. AC power generation functions can be included, which were described above in connection with the description of a generator structure.
F9: Um diese Funktion zu erzielen, wird die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 als Motor zum Starten des Triebwerks wie folgt betrieben:F9: To achieve this function, the electromagnetic coupling device M101 is operated as a motor to start the engine as follows:
die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird dazu verwendet, das Antriebsseitentriebwerk zu starten, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Bremse B102 in einem EIN- Zustand befindet, die Bremse B101 in einem AUS-Zustand befindet, sich die Vorderabschnittsbetriebsschnittstelle M102 und die vorderabschnittsgekoppelten Kupplungen CL101, CL103 und CL109: in einem AUS-Zustand und die Kupplung CL102 in einem EIN-Zustand befindet;the electromagnetic coupling device M101 is used to start the drive side engine, at which time the brake B102 is in an ON state, the brake B101 is in an OFF state, the front section operation interface M102 and the front section coupled clutches CL101, CL103 and CL109: are in an OFF state, and the clutch CL102 is in an ON state;
F10: Neutrales Gleiten: Dies ist die Gleitfunktion des Systems, wenn keine Leistung abgegeben wird und eine Bremse aktiviert ist, wobei sich zu diesem Zeitpunkt das Triebwerk in einem Betriebszustand befinden bzw. gestoppt werden kann, sich die Bremsen B101 und B102 in einem AUS-Zustand befinden und sich die Kupplungen CL101, CL102, CL103 in einem AUS-Zustand befinden.F10: Neutral Glide: This is the glide function of the system when no power is being delivered and a brake is activated, at which time the engine is in an operating state or can be stopped, the brakes B101 and B102 are in an OFF state and the clutches CL101, CL102, CL103 are in an OFF state.
F11: Um diese Funktion zu erzielen, wird das Treibwerk dazu verwendet, die Vorderabschnittslast anzutreiben, und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird durch die Energie betrieben, um die Hinterabschnittslast anzutreiben, und beide werden unabhängig betrieben, um die jeweiligen Lasten anzutreiben, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Bremse B101 in einem EIN-Zustand, die Bremse B102 in einem AUS-Zustand, die Kupplungen CL101, CL105 in einem AUS-Zustand, und die Kupplungen 0L102, CL103 und CL104 in einem EIN-Zustand befinden:F11: To achieve this function, the drive mechanism is used to drive the front section load, and the electromagnetic coupling device M101 is operated by the power to drive the rear section load, and both are independently operated to drive the respective loads, at which time the brake B101 is in an ON state, the brake B102 is in an OFF state, the clutches CL101, CL105 are in an OFF state, and the clutches OL102, CL103, and CL104 are in an ON state:
F12: Um diese Funktion zu erzielen, wird das Triebwerk dazu verwendet, die Vorderabschnittslast anzutreiben, und die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung M101 wird als Generator betrieben, um die Batterie zu laden, wobei sich zu diesem Zeitpunkt die Bremse B101 in einem EIN-Zustand, die Bremse B102 in einem AUS-Zustand, die Kupplungen BL101, CL105 in einem AUS-Zustand und die Kupplungen CL102, CL103 in einem EIN- Zustand befinden.F12: To achieve this function, the thruster is used to drive the front section load and the electromagnetic coupling device M101 is operated as a generator to charge the battery, at which time the brake B101 is in an ON state, the brake B102 is in an OFF state, the clutches BL101, CL105 are in an OFF state and the clutches CL102, CL103 are in an ON state.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 dargestellten Verteilerdifferential- Kupplungskombinationsleistungssystems kann bei praktischen Anwendungen folgende Änderungen aufweisen:The preferred embodiment of the distributor differential-clutch combination power system shown in Fig. 1 may have the following modifications in practical applications:
Fig. 2 zeigt die ersten Anwendung des Systems von Fig. 1 Bei dieser Anwendung sind sowohl die Kupplung CL104 als auch die Bremse B102 entfernt, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 2 dargestellt.Fig. 2 shows the first application of the system of Fig. 1 In this application, both the CL104 coupling and the brake B102 is removed and the system functions are shown in Table 2.
Fig. 3 zeigt die zweite Anwendung des Systems von Fig. 1. Bei dieser Anwendung sind sowohl die Kupplung CL104 als auch die Bremse Bit entfernt, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 3 dargestellt.Fig. 3 shows the second application of the system of Fig. 1. In this application, both the CL104 clutch and the brake bit are removed and the system functions are shown in Table 3.
Fig. 4 zeigt die dritte Anwendung des Systems von Fig. 1. Sie offenbart eine Anwendung, bei welcher B102 und die Kupplungen CL101 und CL104 entfernt sind, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 4 dargestellt.Fig. 4 shows the third application of the system of Fig. 1. It discloses an application in which B102 and the clutches CL101 and CL104 are removed and the system functions are shown in Table 4.
Fig. 5 zeigt die vierte Anwendung des Systems von Fig. 1. Sie offenbart eine Anwendung, bei welcher eine zusätzliche Kupplung CL105 zwischen der mittleren Ausgangswelle des Hinterabschnitts und der mittleren Getriebevorrichtung eingerichtet ist, während die Kupplung CL103 zum Steuern der Vorderabschnittslast reserviert bzw. durch eine Gangwechselschaltung der mittleren Getriebevorrichtungen ersetzt ist, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 5 dargestellt.Fig. 5 shows the fourth application of the system of Fig. 1. It discloses an application in which an additional clutch CL105 is installed between the rear section center output shaft and the center transmission device, while the clutch CL103 is reserved for controlling the front section load or replaced by a gear change circuit of the center transmission devices, and the system functions are shown in Table 5.
Fig. 6 zeigt die fünfte Anwendung des Systems von Fig. 1. Bei dieser Anwendung ist eine Kupplung CL105 zwischen der mittleren Ausgangswelle des Hinterabschnitts und der mittleren Getriebevorrichtung eingerichtet, und die Kupplung CL104 ist entfernt, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 6 dargestellt.Fig. 6 shows the fifth application of the system of Fig. 1. In this application, a clutch CL105 is installed between the middle output shaft of the rear section and the middle gear device, and the clutch CL104 is removed, and the system functions are shown in Table 6.
Fig. 7 zeigt die sechste Anwendung des Systems von Fig. 1. Bei dieser Anwendung ist eine Kupplung CL105 zwischen der mittleren Ausgangswelle des Hinterabschnitts und der mittleren Getriebevorrichtung eingerichtet, die Kupplung CL104 und die Bremse B102 sind entfernt, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 7 dargestellt.Fig. 7 shows the sixth application of the system of Fig. 1. In this application, a clutch CL105 is installed between the middle output shaft of the rear section and the middle gear device, the clutch CL104 and the brake B102 are removed, and the system functions are shown in Table 7.
Fig. 8 zeigt die siebte Anwendung des Systems von Fig. 1. Sie offenbart eine Anwendung, welche eine zusätzliche Kupplung CL105 umfaßt und bei welcher die Kupplungen CL101, CL104 und die Bremse B102 entfernt sind, und die Systemfunktionen sind in Tabelle 8 dargestellt.Fig. 8 shows the seventh application of the system of Fig. 1. It discloses an application which includes an additional clutch CL105 and in which the clutches CL101, CL104 and the brake B102 are removed, and the system functions are shown in Table 8.
Die oben beschriebenen Anwendungsbeispiele dienen lediglich als Bezug, und es wird ersichtlich, daß andere praktische Anwendungen erhalten werden können, indem die Vorderabschnitts- und die Hinterabschnittslast sowie die Verteilerkupplungsstruktur gemäß Leistungsanforderungen angeordnet werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, da geeignete Betriebs- und Steuerbauteile ausgewählt werden.The application examples described above are for reference only, and it will be apparent that other practical applications can be obtained by arranging the front section and rear section loads and the distribution clutch structure according to performance requirements without departing from the invention by selecting appropriate operating and control components.
Für den Fall, bei welchem die Systeme der Beispiele in Fig. 1-8 auf Fahrzeuge angewandt werden, können die Winkelverschiebungsverhältnisse zwischen der Vorderabschnitts- und Hinterabschnittslast und der Antriebsleistungsquelle, welche sich aus dem Übersetzungsverhältnis und den Außendurchmesserunterschieden der Räder ergeben, wie folgt sein: Die Winkelverschiebungsgeschwindigkeit der beiden Lasten und die Drehkraftquelle der Antriebsseite werden gemäß den Radsystemverhältnis-Beziehungen betrieben, oder das Winkelverschiebungsverhältnis zwischen den beiden Lasten und deren Wirkungsweisen mit der Drehkraftquelle der Antriebsseite sind nicht gemäß dem Radsystemverhältnis (wie Rutschen auf der Straßenoberfläche). Genauer können die Beziehungen zwischen der Winkelverschiebung der Hinterabschnittslast und der Drehkraftquelle der Antriebsseite bzw. zwischen der Vorderabschnitts- und der Hinterabschnittslast speziell derart festgelegt werden, daß diese nicht gemäß der Radsystemverhältnis-Beziehung sonder über die differentialwirkende Einstellung durch die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung wirken;In the case where the systems of the examples in Fig. 1-8 are applied to vehicles, the angular displacement relationships between the front and rear loads and the driving power source, which result from the gear ratio and the outer diameter differences of the wheels, may be as follows: the angular displacement speed of the two loads and the driving side rotational power source are operated according to the wheel system ratio relationships, or the angular displacement relationship between the two loads and their actions with the driving side rotational power source are not according to the wheel system ratio (such as slipping on the road surface). More specifically, the relationships between the angular displacement of the rear load and the driving side rotational power source or between the front and rear loads may be specifically set so as to act not according to the wheel system ratio relationship but via the differential adjustment by the electromagnetic coupling device;
- Die differentiell wirkende Einstellung der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung M101 umfaßt eine aktive Einstellung auf der Grundlage der Eingangsleistung bei einer Funktion als Motor bzw. eine passive Einstellung bezüglich der Ausgangsleistung bei eine Funktion als Generator;- The differential adjustment of the electromagnetic coupling device M101 comprises an active adjustment based on the input power when functioning as a motor or a passive adjustment based on the output power when functioning as a generator;
- Bei Anwendungen zum Antreiben eines Fahrzeugs der zuvor genannten Vorderabschnitts- und Hinterabschnittslast kann die Vorderabschnittslast das Vorderrad oder das Hinterrad sein, und die Hinterabschnittslast kann die abgestimmte Vorderrad- oder Hinterradstruktur gemäß der oben genannten Definition sein;- In applications for driving a vehicle of the aforementioned front section and rear section load, the front section load may be the front wheel or the rear wheel and the rear section load may be the tuned front wheel or rear wheel structure as defined above;
- Das Verteilerdifferential- Kupplungskombinationsleistungssystem weist zahlreiche mögliche Betriebsfunktionen auf und kann bei praktischen Anwendungen derart aufgebaut sein, daß dieses sämtliche bzw. einen Teil dieser Funktionen liefert.- The transfer differential-clutch combination power system has numerous possible operating functions and in practical applications can be designed to provide all or part of these functions.
Die obigen Beschreibungen zusammenfassend kann das Verteilerdifferential-Kupplungskombinationsleistungssystem der Erfindung auf Fahrzeuge, Bote bzw. andere Maschinen angewandt werden, welche eine kombinierte Antriebsleistung erfordern. Die hier ausgeführten Beispiele beinhalten die verschiedenen Anwendungen des Basisverteilerdifferential- Kupplungskombinationsleistungssystemkonzept der Erfindung, und bei praktischen Anwendungen können je nach Bedarf jegliche peripheren Bauteile für die Ausgangsfunktionen ausgewählt werden, welche ein hoch flexibles System liefern. TABELLE 1 TABELLE 2 TABELLE 3 TABELLE 4 TABELLE 5 Summarizing the above descriptions, the transfer differential-clutch combination power system of the invention can be applied to vehicles, boats and other machines requiring combined drive power. The examples set forth herein include the various applications of the basic transfer differential-clutch combination power system concept of the invention, and in practical applications, any peripheral components can be selected as needed for the output functions, providing a highly flexible system. TABLE 1 TABLE 2 TABLE 3 TABLE 4 TABLE 5
Bauteile B101 B102 P101 CL101 CL102 CL103 CL105 G/M BT101 BEMERKUNG TABELLE 7 TABELLE 8 Components B101 B102 P101 CL101 CL102 CL103 CL105 G/M BT101 NOTE TABLE 7 TABLE 8
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP96303258A EP0806315B1 (en) | 1994-10-03 | 1996-05-09 | Hybrid power system using an electric coupling for the differential drive of distributed loads |
Publications (2)
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Family
ID=8224928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1996611823 Expired - Lifetime DE69611823T2 (en) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | Hybrid drive system with electrical clutch for differential drive force distribution |
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Cited By (1)
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-
1996
- 1996-05-09 DE DE1996611823 patent/DE69611823T2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10146386A1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-17 | Gkn Automotive Gmbh | drive unit |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE69611823D1 (en) | 2001-03-29 |
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