Priusfreunde.de

Moin

Wer jemanden in ein besonderes Licht stellt, darf sich nicht wundern wenn dessen Schatten wie der eines Riesen wirkt.

Man macht Personen besonders, wenn man meint nicht über sie reden zu dürfen oder gar ihren Namen zu verwenden.
Ich persönlich finde ihn nicht "besonders". Daher ist es mir egal ob jemand seinen Namen hören mag oder nicht. Er ist und bleibt Teil unserer Geschichte mit allem was es darum gibt. Macht ihn nicht besser, das stimmt. Aber ich verhelfe keinen Nazis dazu eine "besondere" Sprache zu haben, indem ich Begriffe und Namen der damaligen Zeit, unserer Geschichte, nicht mehr benutze.

Damals ist viel Mist passiert, welcher niemals vergessen werden darf, das steht absolut außer Frage.

Aber es ist wie mit der DDR, auch aus dem 3. Reich gibt es viele, sehr viele, Entwicklungen, Erfindungen und Gedanken, welche bis heute von jedem von uns ohne auch nur mit der Wimper zu zucken genutzt werden. Daran ändert auch das weg lassen eines Namens nichts.

Moin
Björn

Die Handwerker unter uns werden das Teil sicher kennen: Den Vibrationsschleifer. Der dient dazu, rauhe Flächen mittels Schleifpapier, das auf einer vibrierende Platte montiert ist, zu glätten.

Ist das Werkstück sehr groß, oder im Schraubstock eingespannt, funktioniert er hervorragend. Ist das Werkstück klein, und nicht befestigt, schleift er gar nicht. Das Werkstück vibriert einfach mit der Schleifplatte mit.

Wenn man im Antriebsstrang Bauteile hat, welche die Schwingungen vom ABS aufnehmen können, verringert sich die Belastung auf das Getriebe stark. Da fallen mir 3 Dinge ein:

- Der Motor ist nicht fix befestigt. Er kann sich um einige Grad im Motorraum bewegen (etwas nach vor oder hinten kippen) und somit ebenfalls Schwingungen aufnehmen

- In der Rutschkupplung ist ebenfalls ein Schwingungsdämpfer.

- Der Rotor des MG1 und MG2 ist leicht und kann deswegen relativ leicht beschleunigt oder abgebremst werden.

Im Prius sind zwar alle Teile des Antriebs fix verbunden, aber selbst ein V1.0 Auto übersteht eine Vollbremsung, selbst wenn man dabei nicht auskuppelt. Und dann müssen wesentlich schwerere Teile die Vibrationen vom ABS mitmachen.....

Also was hier wann und wo wie geschalten wird, das sind zwar alles gute Vermutungen, doch letztlich ist es wie mit den Hybrid-Stages...nichts genaues weiß man nicht, weil das wirklich nur die Programmierer in Japan wissen (können).
Nach sechs Jahren Prius kann (ich für mich) allerdings sagen, das er das alles klaglos wegsteckt. Natürlich immer im normalen Rahmen-wer täglich mehrere Vollbremsungen macht oder machen muß, hat entweder sehr komische Zeitgenossen um sich herum oder "halt was anderes als Problem"

Fazit:

Nur keine Sorge, das hält alles schon


Noch ein Wort zu der ominösen Kette.
Diese Kette war bei den früheren Allrad Dinosauriern für die Übertragung der gesamten Antriebskräfte (oder wars nur ein Teil?) von den großen Geländewagen bei Toyota (DIE kann man wirklich noch so nennen) zuständig
Über die nun auf sie einwirkenden Kräfte beim Prius schmunzelt die Kette daher nicht mal-sie gähnt höchstens

Moin
Ketten oder Riemenantriebe gibt es noch in ganz anderen Dimmensionen, siehe nur den Audi Multitronic, oder in der Landwirtschaft früher jeder Mähdrescher. Hier greifen dann aber weder Riemen noch Ketten in irgendwelche Ritzel, die Kraft wurde nur über die Flanken übertragen.


Solche Antriebe halten mehr als man glaubt aus.

Moin
Björn

Hatten wir schon einmal besprochen, aber das ABS spürt man beim Prius fast gar nicht im Bremspedal gegenüber meinen Opel-Vorgängern.
Ich gehe davon aus, dass das Getriebe da auch weniger belastet wird. Oder?

MfG Harzbube, der sich jetzt mal auf die Socken nach Lüneburg macht.

Bei einer Vollbremsung arbeiten doch meiner Meinung nach in erster Linie die mechanischen Bremsen an den Rädern, oder? Damit hat das Getriebe ja garnix zu tun.

Lediglich die rekuperative Bremsleistung von maximal 27KW geht bis zum Motorgenerator. Das ist aber im Vergleich zu den 100KW maximaler Antriebsleistung vergleichsweise wenig.

PriusfannL_HY schrieb:
Bei einer Vollbremsung arbeiten doch meiner Meinung nach in erster Linie die mechanischen Bremsen an den Rädern, oder? Damit hat das Getriebe ja garnix zu tun.

Lediglich die rekuperative Bremsleistung von maximal 27KW geht bis zum Motorgenerator. Das ist aber im Vergleich zu den 100KW maximaler Antriebsleistung vergleichsweise wenig.

Bei einer Vollbremsung blockerien kurz die Räder, dann reduziert das ABS den Bremsdruck und die Räder drehen sich wieder, dann erhöht das ABS den Bremsdruck wieder bis die Räder blockeren und das Spiel beginng von neuem.

Auch wenn das Getriebe keine Betrag zum Bremsen leistet, wird das Hohlrad und der MG2 innerhalb von Sekundenbruchteilen auf 0 abgebremst und, wenn das ABS den Bremsdruck verringert, in Sekundenbruchteilen wieder auf Geschwindigkeit gebracht.

Da über das PSD alle Teile fix verbunden sind, sind MG1 und ICE von den ABS Vibrationen abenfalls betroffen. MG1 und ICE haben eine träge Masse, die ihre Drehgeschwindigkeit beibehalten möchte. Es ist Kraft nötig, um sie zu stoppen. Je abrupter dieser Stop ist, desto mehr Kraft braucht es, die trägen Massen vom MG1 und ICE zu stoppen.

Im Grenzwertfall, wenn die Zeit genau 0 ist, braucht es eine unendlich große Kraft, und innerhalb des PSD treten auch unendlich große Kräfte auf, die es zerstören würden.

Die von Dir erwähnten 100 kW ist die Systemleistung des P3, das ist diese Leistung, die nötig ist, den ganzen P3 mit einen rund 1400 Kg innerhalb von 10.x Sekunden auf 100 km/h zu bringen.

Bei der Belastung durch das ABS hingegen geht es darum, den Rotor des MG1 und MG2 mit ca. 15Kg innnerhalb von 0,05 Sekunden von 10000 U/min auf 0 U/min zu stoppen.

Die Erfahrung zeigt aber, daß das HSD das Problemlos aushält. Ich bin einen Winter mit einem P2 gefahren, und hatte einige Situationen, wo das ABS eingegriffen hat. Vollkommen unauffällig. Das war bei meinem vorigen Auto ganz anders: Alle Kontrolleuchten vom Motor gingen an und aus dem Motorraum kam ein deutliches Rumpeln rumpeln im Takt das ABS, wenn ich nicht ausgekuppel habe.

Moin

Die Kraft beim bremsen ist höher als beim beschleunigen, das ist klar, aber es wird im Motor nichts dauernd beschleunigt und gebremst. Ein modernes ABS läst kein Rad mehr freiwillig blockieren.

Die Räder werden, errechnet aus der Vorbremsgeschwindigkeit, mit einem gewissen Bremsdruck beaufschlagt welcher genau so groß sein sollte, das bei geradeauslaufenden Reifen und griffiger Straße die Reifen nicht blockieren lassen.

Hierfür wird eine Mindestdrehzahl der Räder vorausgesetzt. Wird diese annähernd erreicht, dann wird der Bremsdruck nicht weiter erhöht, nimmt die Drehzahl an einem Rad dennoch weiter ab, dann wird der Bremsdruck für dieses Rad wieder vermindert bis die Drehzahl wieder größer wird. Dann wird der Druck wieder erhöht bis sie abnimmt, und so weiter.

Die Regelgeschwindigkeit ist dabei so schnell, das es selbst im Schnee oder bei Glätte zu keinem Blockieren der Räder kommen dürfte. Erst unterhalb einer gewissen Geschwindigkeit wird das ABS zu einer normalen Bremse mit stehenden Reifen (unter 10 kmh auf jeden Fall)


Das bedeutet für den Antriebsstrang: Er wird genau einmal stark ansteigend abgebremst, danach aber nie wieder beschleunigt, er dreht langsam mit den Rädern mit. Beim Prius wird der Motor ausgekuppelt, es werden nur noch das Getriebe, welches nicht schwerer ist als ein Differential eines normalen PKW ist, das Differential und die beiden E-Motoren Rotoren mitgedreht, also weit weniger Masse als bei jedem Auto 1.0.


Kalkuratorix
Warum dein Auto so gerumpelt hat sollte klar sein: Die Zündung war noch an, sprich der Motor versuchte den fast stehenden Motor ständig zu zünden. Es gab dadurch im Getriebe einen ständigen Lastwechseln zwischen abgebremst werden durch die Reifen und beschleunigt werden durch die Zündungen, das Getriebe und der Motor wurden dauernd hin und her geworfen. Alle Lampen waren an, weil der Motor unterhalb seiner Mindestdrehzahl war, damit kommt die Steuerung dann nicht klar.

Der Prius verhält sich hier ähnlich einer Automatik im 1.0, Motor wird ausgekuppelt und somit von der Bremsung befreit.


Moin
Björn

Friesel schrieb:
...Beim Prius wird der Motor ausgekuppelt, es werden nur noch das Getriebe, welches nicht schwerer ist als ein Differential eines normalen PKW ist, das Differential und die beiden E-Motoren Rotoren mitgedreht, also weit weniger Masse als bei jedem Auto 1.0. ...

Das mit dem auskuppeln habe ich nich nie gehört. Auf den im Internet verfügbaren Schnittzeichnungen ist zwar am Motor etwas dran, das wie eine Kupplung aussieht, aber keinen Zeilzug, Druckleitung o.ä.

Hier im Forum wird immer geschrieben, daß diese Teil eine Rutschkupplung ist, die bei einer Überschreitung vom Drehmoment an der Kurbelwelle durchrutscht, aber nicht geöffnet oder geschlossen werden kann.

Weißt Du näheres dazu?

liebe Grüße
Martin

Moin
Hmpf, täuschen lassen. Ist doch keine "Kupplung". Nun, dann stehe ich beim Prius auch ratlos da wie er das dann regelt. Denke aber schon das er ab den bekannten 69 kmh über das Verteilergetriebe den Verbrenner wieder bremst wie im Elektromodus auch.

Ändert aber nichts an den anderen Punkten

Der Prius spritzt im Leerlauf nicht ein, demnach wird auch dem Verbrenner in keiner Situation Sprit zukommen was dein beschriebenes 1.0 Ruckeln erzeugen könnte, der Motor wird also nur einseitig belastet.

Zu keinem Zeitpunkt werden die Räder wieder signifikant beschleunigt, das ABS hält die abnehmende Raddrehzahl recht konstant. Daraus folgt das auch keine Baugruppe innerhalb des Motors wieder stark beschleunigt werden, es gibt kaum Lastwechsel.

Der Antriebsstrang muß 1400 Kilo beschleunigen aber bei einer Vollbremsung nur wenige hundert Kilo bremsen. Dies zwar mit einem höheren delta, aber ich denke das das das kleinere Problem ist, sonst gäbe es einen Freilauf.

Die Kupplung wird übrigens wirklich meist nur als Dämpfer beschrieben ohne eine "Auskuppel" -funktion. Sorry für meinen Fehler.
Moin
Björn

kalkulatorix schrieb:
Das mit dem auskuppeln habe ich nich nie gehört. Auf den im Internet verfügbaren Schnittzeichnungen ist zwar am Motor etwas dran, das wie eine Kupplung aussieht, aber keinen Zeilzug, Druckleitung o.ä.

Hier im Forum wird immer geschrieben, daß diese Teil eine Rutschkupplung ist, die bei einer Überschreitung vom Drehmoment an der Kurbelwelle durchrutscht, aber nicht geöffnet oder geschlossen werden kann.
In der Prius-Pressemappe heißt es dazu:
In die Motoraufhängung ist ein zweistufiger dynamischer Schwingungsdämpfer integriert, der nicht nur das Geräusch- und Vibrationsaufkommen weiter vermindert, sondern zugleich den Ruck beim Anlaufen und Abschalten des Motors minimiert.
Wie das Teil funktioniert, ist m.W. leider nirgendwo richtig beschrieben.

@Friesel: Es ist doch ein erheblicher Unterschied ob 1,4 Tonnen beschleunigt werden oder 15kg des MG. Auch die Kurbelwelle samt Pleul und Kolben wiegt sicher nicht viel mehr.

Natürlich ist die Belastung kuzzeitig deutlich höher als die 100KW bei Vollgas. Sie ist aber geringer als die maximale Bremsleistung, die die mechanischen Bremsen, etwa 200-300KW, aufweisen. Der Größte Teil der Bewegungsenergie wird durch die Straße auf die Räder ausgeübt. Da spielt die rotierende Masse von Kurbelwelle, MGs, Antriebswellen und PSD nur eine kleine Rolle.

Die Ausgangsfrage ist tatsächlich interessant. Ich hatte z. B. vor mal ein Fahrsicherheitstraining mit dem Prius zu machen und da wird ja ausführlich vom ABS gebrauch gemacht.

Entgültig beantworten wird das hier kaum jemand können, das wissen tatsächlich nur die HSD-Entwickler.

Man kann sich aber ein wenig annähern. Wie vom TE erkannt gibt es keine Kupplung im System, nur eine Überlast-Rutschkupplung und Dämpfungfedern am Übergang ICE zum Planetengetriebe. Sehr gut zu sehen ab 6:00 in folgendem Video:

Das ganze Video ist extrem cool und informativ. Zurück zur Vollbremsung/ABS: Die Erklärung von Björn, dass die Räder nicht komplett gestoppt werden, macht für mich Sinn.

Trotzdem bleibt übrigens ein Problem: Falls der ICE bei Beginn der Bremsung läuft, dann muss bis zu dem Zeitpunkt an dem man so langsam wird, dass die Räder komplett blockieren, die ICE-Drehzahl auf maximal 1800 UPM gesenkt werden. Sonst müsste MG1 schneller als 6500 UPM drehen! (Ja, auch im Stand darf der ICE aus diesem Grund mit maximal 1800 UPM laufen) Für das Sicherheitstraining könnte das bedeuten, dass es gut wäre nicht von Vollgas auf Vollbremsung zu gehen, sondern den ICE vorher auf gemäßigte Drehzahlen zu bringen. Vermutlich kann der ICE seine Drehzahl schneller ändern als der Prius langsamer wird, aber man muss es ja nicht provozieren. Vermutlich mit ein Grund, weshalb der Prius auf durchdrehende Räder sehr allergisch reagiert: Da kann es nämlich tatsächlich zu plötzlichen starken Drehzahlveränderungen der Räder und damit auch MG2 kommen.

Sehr schön zeigt diese Zusammenhänge der PSD-Simulator von Alex Hart. Man beachte die Linie, die die MG2/ICE/MG1-Drehzahlen verbindet. Diese Linie muss immer gerade sein! Einfach mal an den Reglern für MG2/ICE (gelbe Kreise) rumspielen. Da werden einem schlagartig die Zusammenhänge klar.


Off-Topic: Vom ersten Video gibt es auch eine Fortsetzung in der die Prius HV-Elektrik gezeigt wird:

Moin
@Priusfann
Klar sind 1400 kg deutlich mehr, aber du beschleunigst ihn in minimal 10 Sekunden auf Hundert und das mit maximal 112 PS (P2) wogegen bei einer Bremsung die Komponenten deutlich schneller auf nahe null gebracht werden. Die Änderung ist dabei deutlich größer. Ob dann auf den Strang tatsächlich mehr Kraft einwirkt als beim Beschleunigen, das kann ich nicht sagen. Die Praxis zeigt aber das es wohl nicht zu hohe Belastungen sind.

Moin
Björn

Friesel schrieb:
Ob dann auf den Strang tatsächlich mehr Kraft einwirkt als beim Beschleunigen, das kann ich nicht sagen. Die Praxis zeigt aber das es wohl nicht zu hohe Belastungen sind.

Moin
Björn

Hallo Friesel,

und genau das bezweifle ich. Die Bremsen haben nämlich auch nur eine begrenzte Leistung. Und die der Vorderräder dürfte nicht viel höher als die doppelte Motorleistung betragen. Also etwas so um die 200KW. Nun kann aber die gesamte Leistung nicht auf das PSD wirken, da die belasteten Räder ordentlich ein Wörtchen mitreden wollen.

Anders sieht es aus bei Glätte, wenn die Kraft der Räder eher gering ist.

Auch zu berücksichtigen ist, dass beim Druck auf das Pedal nicht nur der Bremsdruck erhöht wid, sondern auch MG2 fast kurzgeschlossen wird und magnetisch stark abgebremst wird. Gleichzeitig wird MG1 mit dem Strom beschleunigt und der ICE arbeitet längst gegen die geschlossene Drosselklappe, die bereits beim Gaswegnehmen zu gegangen ist. Die Drehzahländerung am PSD wird also aktiv durch die MGs unterstützt.

Weiterhin bezweifle ich, dass diese ganzen Vorgänge innerhalb von 50 Millisekunden ablaufen. Ich denke es dauert erheblich länger vom Tritt aufs Pedal bis die Räder das erste Mal in den Blockierbereich kommen. Der maximale Bremsdruck kann tatsächlich schon eher aufgebeut sein, aber da drehen die Räder ja noch voll. Diese weisen ja zusammen auch über einen halben Zentner rotierende Masse auf. Antriebsachsen und Diff noch nicht mit eingerechnet.

Und wenn die Räder derartige Drehzahländerungen verkraften, dann kann das das PSD erst recht, da die MGs ja einen deutlich geringeren Durchmesser aufweisen und somit geringere Umfangsgeschwindigkeiten.

Ich glaube der hat so ca. 15cm Durchmesser. Das wär ein Umfang von knapp 50cm. Bei 6000 Umdrehungen/min sind das 100 Umdrehungen je Sekunde Mal 50cm ergibt 50m/s Mal 3,6=180km/h. Dies entspricht Zufällig fast exakt der Umfangsgeschwindigkeit der Räder bei Vmax.


Jedes konventionelle Auto verkraftet auch eine Vollbremsung ohne Tritt auf die Kupplung. Diese sorgt aber auch dafür, dass keine überhöhten Drehmomente auf die Kurbelwelle und aufs Getriebe einwirken. Genau diese Aufgabe übernimmt der Drehmomentbegrenzer am ICE, der gleichzeitig die Schwungmasse darstellt über die jeder Kolbenmotor verfügt.