DE10022113A1 - Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge

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Abstract

Hybridantrieb mit einem Abgasturbolader, welcher mit einer elektrischen Maschine gekoppelt ist, welche von einer elektronischen Steuereinrichtung angesteuert wird, um den Ladedruck des Abgasturboladers zu begrenzen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge, enthaltend einen Verbrennungsmotor und mindestens eine erste elektrische Maschine als Fahrantriebsquellen; mindestens einen ersten elektrischen Akkumulator, mit welchem die mindestens eine erste elektrische Maschine elektrisch gekoppelt ist zur elektrischen Energieversorgung; eine elektronische Steuereinrichtung, welche in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges die mindestens eine erste elektrische Maschine als Elektromotor, welcher von dem Akkumulator elektrisch gespeist wird, oder als elektrischer Generator zur Stromversorgung des Akkumulators automatisch betreibt.
Ein Hybridantrieb dieser Art ist aus der DE 196 00 252 A1 bekannt. Er enthält einen Abgasturbogenerator zur Abgasenergierückgewinnung, wobei die beim Betrieb des Verbrennungsmotors anfallende Abgasenergie zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt wird. Der Verbrennungsmotor kann mit einer mechanischen Aufladung versehen sein.
Eine "mechanische Aufladung" erfolgt durch einen Lader, welcher mechanisch angetrieben wird, beispielsweise direkt vom Verbrennungsmotor über eine elektrisch betätigbare Magnetkupplung, wie dies aus dem Fachbuch "Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik" 26. Auflage, 1999, Europa-Nr. 20108, ISBN 3-8085-2066-3, Seite 376 bekannt ist.
Bei Hybridantrieben können die als Fahrantriebsquellen dienenden elektrischen Maschinen mit dem Verbrennungsmotor in Reihe oder parallel geschaltet sein, um die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors zu unterstützen oder unabhängig vom Verbrennungsmotor das Kraftfahrzeug anzutreiben. Beispielsweise ist es bekannt, daß der Verbrennungsmotor die Räder einer Fahrzeugachse und eine oder mehrere elektrische Maschinen die Räder einer anderen Fahrzeugachse antreiben können. Die elektrischen Maschinen können alternativ auch als Generator zur Stromerzeugung betrieben werden und hierfür je nach Ausführungsform von den Fahrzeugrädern und/oder vom Verbrennungsmotor angetrieben werden. Zum Bremsen des Kraftfahrzeuges können somit nicht nur die Fahrzeugbremsen, sondern auch der Verbrennungsmotor und die elektrischen Maschinen verwendet werden. Hybridantriebe sind z. B. bekannt aus US 5 713 425, DE 40 04 330 C2, DE 44 07 666 A1, DE 35 42 059 C1, DE 41 24 479 A1.
Verbrennungsmotoren mit Abgasturbolader und mit einer vom Abgasturbolader antreibbaren elektrischen Maschine zur Stromerzeugung sind aus den EP 0 141 634 A2, EP 0 223 119 B1, JP 0090163505 AA und JP 0100252517 AA bekannt.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Hybridantriebe der Eingangs genannten Art zu vereinfachen, preiswerter zu gestalten und ihren Wirkungsgrad zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Der Hybridantrieb nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch mindestens einen Abgasturbolader zur Förderung von Frischgas in den Verbrennungsmotor zur Verbrennung darin, mindestens eine zweite elektrische Maschine, welche als elektrischer Generator betreibbar ist, welche ferner mit dem Rotor des Abgasturboladers antriebsmäßig verbunden ist, welche außerdem mit dem Akkumulator zur Stromversorgung elektrisch gekoppelt ist, und welche mit der Steuereinrichtung steuerungsmäßig verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung zur Ladedruckregelung des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsbedingungen ausgebildet ist und durch Regelung der elektrischen Leistung der mindestens einen zweiten elektrischen Maschine den von dem Abgasturbolader erzeugten Ladedruck des Frischgases begrenzt.
Damit ergeben sich folgende Vorteile: Eine Vereinfachung des Hybridantriebes, insbesondere weil zur Vermeidung von zu hohen Ladedrücken des Verbrennungsmotors keine Bypassventile am Abgasturbolader erforderlich sind. Die elektrische Maschine des Abgasturboladers kann auf einfache Weise von der gleichen Steuereinrichtung gesteuert werden, von welcher auch die mindestens eine elektrische Maschine gesteuert oder geregelt wird, welche als Fahrantriebsquelle dient. Ferner ergibt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Hybridantriebes, weil der elektrische Akkumulator immer optimal aufgeladen ist, da die als Fahrantriebsquelle dienende erste elektrische Maschine bei Fahrzeugverzögerungsvorgängen Strom erzeugt, die vom Abgasturbolader angetriebene zweite elektrische Maschine zeitlich versetzt dazu immer dann besonders viel Strom erzeugt, wenn der Verbrennungsmotor mit hoher Drehzahl dreht. Die erste elektrische Maschine oder die zweite elektrische Maschine ergänzen sich somit gegenseitig in optimaler Weise. Damit steht auch für einen Stop-and-Go-Fahrbetrieb in der Stadt stets ausreichend elektrische Leistung vom Akkumulator für die mindestens eine erste elektrische Maschine zur Verfügung, die als Fahrantriebsquelle dient. Das Kraftfahrzeug kann jeweils ohne Verbrennungsmotor nur mit der mindestens einen ersten elektrischen Maschine als elektrischer Fahrantriebsmotor angefahren werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß der elektrische Akkumulator zu stark entleert wird. Mit elektrischem Akkumulator ist hiermit jeder elektrische Speicher gemeint, insbesondere Batterien und Kondensatoren.
Eine Begrenzung des Ladedrucks des Abgasturboladers durch Festhalten der Drehzahl der Turbine bei hoher Leistung im Generatorbetrieb ermöglicht eine Rückgewinnung von Energie, welche dann in den elektrischen Fahrantrieb phasengleich eingespeist oder dem Akkumulator zur Verfügung gestellt werden kann.
Vorzugsweise ist die mindestens eine zweite elektrische Maschine nicht nur als Generator, sondern auch als Elektromotor betreibbar und ist die Steuereinrichtung zum Motorbetrieb dieser zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsbedingungen ausgebildet. Damit kann der Abgasturbolader im unteren Drehzahlbereich, wenn nur wenig Abgase bzw. Abgasenergie zur Verfügung stehen, von der zweiten elektrischen Maschine als Elektromotor angetrieben werden. Ferner kann mit der zweiten elektrischen Maschine als Elektromotor das sogenannte "Turboloch" vermieden werden, indem die zweite elektrische Maschine als Motor betrieben den Turbolader beschleunigt, wenn dieser schnellen Veränderungen der Gaspedalstellungen nicht folgen kann mangels ausreichender Abgase bzw. Abgasenergie. Zu diesem Zwecke ist das Gaspedal mit der Steuereinrichtung elektrisch gekoppelt, so daß die Steuereinrichtung bei plötzlichen Änderungen der Gaspedalstellung die zweite elektrische Maschine und damit den Abgasturbolader beschleunigen kann.
Die mindestens eine zweite elektrische Maschine kann als Generator betrieben das Bordnetz des Kraftfahrzeuges mit Strom versorgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Antriebs-Gleichstromnetz vorgesehen, an welches der Akkumulator angeschlossen ist und an welches die mindestens eine erste elektrische Maschine und die mindestens eine zweite elektrische Maschine je über eine Leistungselektronikschaltung angeschlossen sind. Die Leistungselektronikschaltung invertiert die Gleichspannung des Akkumulators in eine von den elektrischen Maschinen benötigte Wechselspannung und umgekehrt eine von diesen elektrischen Maschine erzeugte Wechselspannung in eine Gleichspannung für den Akkumulator.
Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Akkumulator und damit auch das Antriebs-Gleichstromnetz eine elektrische Gleichspannung von mindestens 100 Volt, vorzugsweise eine elektrische Gleichspannung im Bereich zwischen 200 Volt und 350 Volt. Gegenüber einer niedrigeren Spannung, wie sie heute üblich ist, von beispielsweise 6 Volt, 12 Volt oder 24 Volt, hat die wesentlich höhere Spannung den Vorteil, daß bei gleicher elektrischer Leistung die elektrischen Ströme wesentlich kleiner sind. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der elektrischen Stromwärmeverluste in den Leitungen, Bauteilen und Aggregaten und dadurch zu einer Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads.
Dadurch können auch kleinere Elektronikbauteile für die Leistungselektronik zur Übertragung von elektrischer Leistung und zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom und umgekehrt verwendet werden. Damit können auch leistungsstärkere elektrische Maschinen verwendet werden. Die elektrischen Maschine sind vorzugweise Dreiphasen-Wechselstrommaschinen.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, von welchem eine Vorderachse 2 mit Vorderrädern 2-1 und 2-2 und eine Hinterachse 4 mit Hinterrädern 4-1 und 4-2 gezeigt sind.
Die Vorderräder 2-1 und 2-2 sind von einem Verbrennungsmotor 6 antreibbar, und die Hinterräder 4-1 und 4-2 sind von einer ersten elektrischen Maschine 8 antreibbar, welche von einer elektronischen Steuereinrichtung 10 alternativ als Elektromotor oder als Generator zur Stromerzeugung betreibbar ist. Im Generatorbetrieb wird sie von den Hinterrädern 4-1 und 4-2 angetrieben. Der Verbrennungsmotor 6 und die erste elektrische Maschine 8 bilden somit die Fahrantriebsquellen des Kraftfahrzeuges. Anstelle von einer ersten elektrischen Maschine 8 können auch mehrere erste elektrische Maschinen 8 vorgesehen sein. Gemäß anderer Ausführungsform kann der Verbrennungsmotor 6 die Hinterräder 4-1 und 4-2 und die erste elektrische Maschine 8 die Vorderräder 2-1 und 2-2 antreiben, oder beide Fahrzeugantriebsquellen 6 und 8 können die gleichen Räder antreiben.
Die erste elektrische Maschine 8 ist vorzugsweise eine Dreiphasen-Wechselstrommaschine und über eine Leistungselektronik 12 an einen elektrischen Akkumulator 14 angeschlossen. Dieser ist ein Kondensator oder vorzugsweise eine Batterie. Die Leistungselektronik 12 enthält einen Konverter zur Umwandlung der Gleichspannung des Akkumulators 14 in die von der ersten elektrischen Maschine 8 zum Antrieb erforderliche Wechselspannung, und umgekehrt zur Umwandlung der Wechselspannung dieser elektrischen Maschine 8 in die Gleichspannung des Akkumulators 14.
Ein Abgasturbolader 16 hat ein Turbinenrad 18 und ein Verdichterrad 20, die durch eine Welle 22 zur gemeinsamen Drehung miteinander verbunden sind. Das Turbinenrad 18 wird von den Abgasen 24 einer Abgasleitung 26 des Verbrennungsmotors 6 angetrieben. Das Verdichterrad 20 saugt Frischgas 28 (Frischluft) an und führt sie in verdichtetem Zustand durch eine Frischgasleitung 30 den Brennkammern des Verbrennungsmotors 6 zu.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist für alle Brennkammern bzw. Zylinder des Verbrennungsmotors 6 nur ein einziger Abgasturbolader 16 vorgesehen. Gemäß anderer Ausführungsform könnte auch für jede Brennkammer oder für eine Gruppe von Brennkammern ein eigener Abgasturbolader vorgesehen sein.
Eine zweite elektrische Maschine 32 ist mit dem Rotor bzw. der Welle 22 des Abgasturboladers 16 antriebsmäßig verbunden. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 erstreckt sich die Welle 22 des Abgasturboladers 16 durch die zweite elektrische Maschine 32 axial hindurch und der Rotor 33 dieser zweiten elektrischen Maschine ist antriebsmäßig mit der Welle 22 verbunden. In einer Ausführungsform sitzt der Rotor 33 auf der Welle 22. Der Stator 34 der zweiten elektrischen Maschine, welche vorzugsweise ebenfalls als Dreiphasen-Wechselstrommaschine ausgebildet ist, ist über eine Leistungselektronikschaltung 36 an den elektrischen Akkumulator 14 angeschlossen und steuerungsmäßig an die elektronische Steuereinrichtung 10 angeschlossen. Diese Leistungselektronikschaltung 36 wandelt beim Generatorbetrieb der zweiten elektrischen Maschine 32 deren Wechselspannung in die Gleichspannung des Akkumulators 14 um, bzw. beim Motorbetrieb der zweiten elektrischen Maschine 32 wandelt sie die Gleichspannung des Akkumulators 14 in die für die zweite elektrische Maschine erforderliche Wechselspannung um.
Die Steuerleitungen 38 und 40 der Steuereinrichtung 10 zu den beiden Leistungselektronikschaltungen 36 und 12 sind gestrichelt gezeichnet. Eine Steuerleitung 42 zeigt der Steuereinrichtung 10 den jeweiligen Ladezustand des Akkumulators 14 an.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Überwachungselektronik in den Akkumulator 14 integriert. Die Steuerleitung 42 erfaßt und regelt im Zusammenspiel mit der Überwachungselektronik die in Abhängigkeit des Betriebszustands des Akkumulators 14 entnehmbare Ladung.
Die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen dem Akkumulator 14 und den beiden Leistungselekronikschaltungen 12 und 36 bilden ein Antriebs-Gleichstromnetz 44. Die Gleichspannung des Akkumulators 14 und damit auch dieses Antriebs- Gleichstromnetzes 44 beträgt vorzugsweise mindestens 100 Volt und ein bevorzugter Bereich ist insbesondere 200 Volt bis 350 Volt und darin wiederum ein Bereich zwischen 250 Volt bis 300 Volt.

Claims (6)

1. Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge, enthaltend einen Verbrennungsmotor (6) und mindestens eine erste elektrische Maschine (8) als Fahrantriebsquellen; mindestens einen ersten elektrischen Akkumulator (14), mit welchem die mindestens eine erste elektrische Maschine (8) elektrisch gekoppelt ist zur elektrischen Energieversorgung; eine elektronische Steuereinrichtung (10), welche in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges die mindestens eine erste elektrische Maschine (8) als Elektromotor oder als elektrischen Generator automatisch betreibt; gekennzeichnet durch
mindestens einen Abgasturbolader (16) zur Förderung von Frischgas (28) in den Verbrennungsmotor (6) zur Verbrennung darin; mindestens eine zweite elektrische Maschine (32), welche als Generator betreibbar ist, welche außerdem mit der Welle (22) des Abgasturboladers (16) antriebsmäßig verbunden ist, welche ferner mit dem Akkumulator (14) zur Stromversorgung elektrisch gekoppelt ist, und welche mit der Steuereinrichtung (10) steuerungsmäßig verbunden ist;
wobei die Steuereinrichtung (10) zur Ladedruckregelung des Verbrennungsmotors (6) in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsbedingungen ausgebildet ist und durch Regelung der elektrischen Leistung der mindestens einen zweiten elektrischen Maschine (32) den von dem Abgasturbolader (16) erzeugten Ladedruck des Frischgases (28) begrenzt.
2. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) nicht nur zum Betrieb der mindestens einen zweiten elektrischen Maschine (32) als Generator, sondern auch zum Betrieb dieser zweiten elektrischen Maschine (32) als Elektromotor zum Antrieb des Abgasturboladers (16) ausgebildet ist.
3. Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebs-Gleichstromnetz (44) vorgesehen ist, an welches der Akkumulator (14) angeschlossen ist und an welches die ersten und zweiten elektrischen Maschinen (8, 32) jeweils über eine Leistungselektronik (12, 36) angeschlossen sind.
4. Hybridantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Akkumulator (14) und damit auch das Antriebs- Gleichstromnetz (44) eine elektrische Gleichspannung von mindestens 100 Volt haben.
5. Hybridantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Gleichspannung mindestens im Bereich zwischen 200 Volt und 350 Volt liegt.
6. Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der elektrischen Maschinen (8, 32) eine Dreiphasen-Wechselstrommaschine ist.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006117701A3 (en) * 2005-04-07 2007-03-01 Pietro Spano Engine unit for hybrid veichles
EP1752635A3 (de) * 2005-08-08 2007-11-21 IHI Corporation Motorbetriebener Lader
US7367190B2 (en) 2005-08-11 2008-05-06 Ihi Corp. Supercharger with electric motor
US7530230B2 (en) 2005-08-05 2009-05-12 Ihi Corporation Supercharger with electric motor
US7559751B2 (en) 2005-08-22 2009-07-14 Ihi Corporation Supercharger with electric motor
US7673452B2 (en) 2006-01-24 2010-03-09 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Motor-driven supercharger
US7837448B2 (en) 2006-01-26 2010-11-23 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Supercharger
US8001781B2 (en) 2006-06-02 2011-08-23 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8096126B2 (en) 2006-06-02 2012-01-17 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8152489B2 (en) 2006-08-18 2012-04-10 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8157543B2 (en) 2006-03-23 2012-04-17 Ihi Corporation High-speed rotating shaft of supercharger
US8157544B2 (en) 2006-08-18 2012-04-17 Ihi Corporation Motor driven supercharger with motor/generator cooling efficacy
DE102015121463A1 (de) 2014-12-09 2016-06-09 Fev Gmbh Verdichteranordnung für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor
DE102015211437A1 (de) * 2015-06-22 2016-12-22 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Ladedrucksteuerung einer Brennkraftmaschine mit parallel angeordneten Turbinen und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
US10208685B2 (en) 2015-06-22 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Method for charge pressure control of an internal combustion engine with turbines arranged in parallel, and internal combustion engine for carrying out such a method
DE102017011869A1 (de) 2017-12-21 2019-06-27 Daimler Ag System zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Fahrzeug

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2207383B1 (es) * 2002-02-07 2005-06-01 Francisco Gonzalez Mena Sistema de traccion hibrida para vehiculos.
JP4167656B2 (ja) * 2003-01-04 2008-10-15 フォード グローバル テクノロジーズ、リミテッド ライアビリティ カンパニー 水素燃料形内燃機関の制御方法、水素燃料形ハイブリッド・パワートレイン及び水素燃料形ハイブリッド車両の運転方法
US6911750B2 (en) * 2003-07-03 2005-06-28 Delco Remy International, Inc. Electronic package for electrical machine
US6931850B2 (en) * 2003-09-10 2005-08-23 The Regents Of The Univesity Of California Exhaust gas driven generation of electric power and altitude compensation in vehicles including hybrid electric vehicles
WO2005108755A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-17 Honeywell International Inc. Method of operating an electrically assisted turbocharger and a boosting device
US20060046894A1 (en) * 2004-08-09 2006-03-02 Kyle Ronald L Hybrid vehicle with exhaust powered turbo generator
SE528921C2 (sv) * 2004-12-08 2007-03-13 Jerry Pettersson Energialstringssystem som utnyttjar en bränslecell
US7640744B2 (en) * 2005-12-02 2010-01-05 Ford Global Technologies, Llc Method for compensating compressor lag of a hybrid powertrain
DE102006005477B4 (de) * 2006-02-03 2007-10-11 Veit Wilhelm Vorrichtung zur Erzeugung von Strom, sowie Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb und solcher Vorrichtung
US20070240401A1 (en) * 2006-02-07 2007-10-18 Mcneely Mark Generation of electricity from heat of combustion engine
US7336000B2 (en) * 2006-04-20 2008-02-26 Deere & Company Electrical power regulation for a turbogenerator and generator associated with an internal combustion engine
US8171732B2 (en) * 2006-09-08 2012-05-08 General Electric Company Turbocharger for a vehicle with a coanda device
US20080087482A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle with motor driven charge air booster
CN101535611B (zh) * 2006-11-15 2010-11-10 三菱电机株式会社 车辆用混合发动机辅助系统
DE102010025771A1 (de) * 2010-07-01 2012-01-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug
US9200556B2 (en) * 2013-02-15 2015-12-01 Alexander Wong Turbo recharger
US9789756B2 (en) * 2014-02-12 2017-10-17 Palo Alto Research Center Incorporated Hybrid vehicle with power boost
US9676382B2 (en) 2014-04-17 2017-06-13 Palo Alto Research Center Incorporated Systems and methods for hybrid vehicles with a high degree of hybridization
US9751521B2 (en) 2014-04-17 2017-09-05 Palo Alto Research Center Incorporated Control system for hybrid vehicles with high degree of hybridization
CN106394230B (zh) * 2016-09-09 2019-06-04 山东理工大学 一种油电混合多模式汽车驱动系统及控制方法
DE102018200780B4 (de) * 2017-05-16 2023-12-21 Ford Global Technologies, Llc Plug-In-Hybridfahrzeug mit einem mittels Abgasturbolader aufladbaren Verbrennungsmotor
DE102019126611A1 (de) 2019-10-02 2019-12-12 FEV Group GmbH Aufladesystem mit einem Turbolader für einen Verbrennungsmotor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0233079B1 (de) * 1986-02-10 1991-09-11 Isuzu Motors Limited Vorrichtung zum Zurückgewinnen der thermischen Energie eines Motors
DE19804098A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-05 Daimler Chrysler Ag Heizeinrichtung in einem Kraftfahrzeug

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU586411B2 (en) 1983-10-29 1989-07-13 Isuzu Motors Limited Engine with exhaust energy recovery device and generator device for use with the engine
EP0159146B1 (de) * 1984-03-17 1989-11-08 Isuzu Motors Limited Turbolader für Brennkraftmaschinen
DE3437872C1 (de) * 1984-10-16 1986-05-28 M.A.N.-B & W Diesel GmbH, 8900 Augsburg Steuereinrichtung fuer einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader
EP0223419B1 (de) * 1985-10-19 1990-12-19 Isuzu Motors Limited Energierückgewinnungsvorrichtung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine
FR2589604B1 (fr) 1985-11-04 1988-01-22 Longines Francillon Sa Cie Mon Appareil pour le chronometrage de courses sportives
JPH0211822A (ja) * 1988-06-29 1990-01-16 Isuzu Motors Ltd 回転電機付ターボチャージャの駆動装置
JP2640757B2 (ja) * 1988-07-18 1997-08-13 株式会社いすゞセラミックス研究所 過給機の制御装置
JPH066898B2 (ja) * 1989-05-10 1994-01-26 いすゞ自動車株式会社 ターボチャージャ駆動用電源装置
DE4004330C2 (de) 1990-02-13 1994-01-27 Schulze Eyssing Heinz Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor
JPH0776533B2 (ja) * 1991-07-06 1995-08-16 いすゞ自動車株式会社 回転電機付ターボチャージャの駆動装置
DE4124479C2 (de) 1991-07-24 2002-05-16 Bayerische Motoren Werke Ag Hybridantrieb, insbesondere für Fahrzeuge
DE4407666A1 (de) 1994-03-09 1995-09-14 Hermann Essert Hybridantrieb für Fahrzeuge
JPH08121183A (ja) * 1994-10-27 1996-05-14 Isuzu Motors Ltd 電動・発電機付ターボチャージャの制御システム
US5560208A (en) * 1995-07-28 1996-10-01 Halimi; Edward M. Motor-assisted variable geometry turbocharging system
US5881559A (en) * 1995-07-28 1999-03-16 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Hybrid electric vehicle
US6029452A (en) * 1995-11-15 2000-02-29 Turbodyne Systems, Inc. Charge air systems for four-cycle internal combustion engines
DE19600252A1 (de) 1996-01-05 1997-07-10 Volker Dipl Ing Ing Grad Deppe Verfahren zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads beim Hybridantrieb mit Verbrennungs- und Elektromotor als Antriebsquellen
US5713425A (en) 1996-01-16 1998-02-03 Ford Global Technologies, Inc. Parallel hybrid powertrain for an automotive vehicle
EP0791360A3 (de) 1996-02-29 1997-09-24 Bayer Corporation Behandlung von septischem Schock mit Anti-TNF Antikörper
US5857336A (en) * 1996-05-03 1999-01-12 Paul; Marius A. Thermo-electric power plant with asymmetric exhaust system
US6570265B1 (en) * 1998-04-28 2003-05-27 Hitachi, Ltd. Hybrid vehicle driven by composit torque generated by an internal-combustion engine and an electric motor, and method of operating same
US6338391B1 (en) * 1999-03-01 2002-01-15 Paice Corporation Hybrid vehicles incorporating turbochargers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0233079B1 (de) * 1986-02-10 1991-09-11 Isuzu Motors Limited Vorrichtung zum Zurückgewinnen der thermischen Energie eines Motors
DE19804098A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-05 Daimler Chrysler Ag Heizeinrichtung in einem Kraftfahrzeug

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006117701A3 (en) * 2005-04-07 2007-03-01 Pietro Spano Engine unit for hybrid veichles
US7530230B2 (en) 2005-08-05 2009-05-12 Ihi Corporation Supercharger with electric motor
EP1752635A3 (de) * 2005-08-08 2007-11-21 IHI Corporation Motorbetriebener Lader
US7352077B2 (en) 2005-08-08 2008-04-01 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Motor-driven supercharger
US7367190B2 (en) 2005-08-11 2008-05-06 Ihi Corp. Supercharger with electric motor
US7559751B2 (en) 2005-08-22 2009-07-14 Ihi Corporation Supercharger with electric motor
US7673452B2 (en) 2006-01-24 2010-03-09 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Motor-driven supercharger
US7837448B2 (en) 2006-01-26 2010-11-23 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Supercharger
US8157543B2 (en) 2006-03-23 2012-04-17 Ihi Corporation High-speed rotating shaft of supercharger
US8001781B2 (en) 2006-06-02 2011-08-23 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8096126B2 (en) 2006-06-02 2012-01-17 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8152489B2 (en) 2006-08-18 2012-04-10 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8157544B2 (en) 2006-08-18 2012-04-17 Ihi Corporation Motor driven supercharger with motor/generator cooling efficacy
DE102015121463A1 (de) 2014-12-09 2016-06-09 Fev Gmbh Verdichteranordnung für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor
US9951681B2 (en) 2014-12-09 2018-04-24 Fev Gmbh Compressor system for a combustion engine and combustion engine
DE102015211437A1 (de) * 2015-06-22 2016-12-22 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Ladedrucksteuerung einer Brennkraftmaschine mit parallel angeordneten Turbinen und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
US10208685B2 (en) 2015-06-22 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Method for charge pressure control of an internal combustion engine with turbines arranged in parallel, and internal combustion engine for carrying out such a method
DE102015211437B4 (de) 2015-06-22 2024-08-01 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Ladedrucksteuerung einer Brennkraftmaschine mit parallel angeordneten Turbinen
DE102017011869A1 (de) 2017-12-21 2019-06-27 Daimler Ag System zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
US6659212B2 (en) 2003-12-09
US20020003053A1 (en) 2002-01-10

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