DE102005039281A1 - Hybrid drive is for vehicle which has internal combustion engine as main drive and compressed air machine coupled to engine as further drive - Google Patents

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Abstract

The hybrid drive is for a vehicle which has an internal combustion engine (1) as main drive and a compressed air machine (2) coupled to the engine as further drive. The engine and the compressed air machine is connected by a valve (8) with a compressed air accumulator (6). The valve is connected with a control apparatus (7), provided for generation of control signals (s1) for the valve. The control apparatus is also connected with the engine, for which it generates control signals (s2). The air pressure ruling in the compressed air accumulator and during the braking processes of the vehicle is enhanced in the sense of an energy recovery. Via a second valve (9) the compressed air accumulator is connected with a further unit (10) of the vehicle and is also connected with the control apparatus. The control apparatus is provided for generation of control signals (s3) for the second valve. The further unit (10) is a turbocharger for the vehicle and the control apparatus during the acceleration of the vehicle opens the second valve, in order to support the turbocharger with compressed air. Compressed air is blown directly into the compressor of the turbocharger. The further unit (10) is the catalyzer of the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb für ein Fahrzeug.The The invention relates to a hybrid drive for a vehicle.

Ein hoher Prozentsatz herkömmlicher Kraftfahrzeuge wird von einem Verbrennungsmotor angetrieben. Bei diesen Kraftfahrzeugen kann die Bremsenergie nicht genutzt werden, da abgesehen von der Starterbatterie kein weiterer Energiespeicher vorgesehen ist, in welchem rückgewonnene Energie abgespeichert werden könnte.One high percentage of conventional Motor vehicles are powered by an internal combustion engine. at these vehicles, the braking energy can not be used, apart from the starter battery no further energy storage is provided, in which recovered Energy could be stored.

Weiterhin ist es bereits bekannt, Kraftfahrzeuge mittels eines Hybridantriebes anzutreiben. Herkömmliche Hybridantriebe weisen einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor auf, die während des Betriebes des jeweiligen Kraftfahrzeugs individuell zu- und abgeschaltet werden können. Bisherige Hybridantriebe sind recht kostspielig. Dies ist im wesentlichen durch die verwendete Speichertechnik und die Leistungselektronik bedingt.Farther It is already known, motor vehicles by means of a hybrid drive drive. conventional Hybrid drives have an internal combustion engine and an electric motor on that during the Operation of the respective motor vehicle individually switched on and off can be. Previous hybrid drives are quite expensive. This is essentially through the used memory technology and the power electronics conditionally.

Aus der DE 101 48 213 B4 sind ein Fahrzeug mit Hauptantriebsmotor, Kompressor und Stromquelle sowie ein Verfahren zum Betreiben dieses Fahrzeugs bekannt. Das Fahrzeug ist mit einem Hauptantriebsmotor und einem Elektromotor versehen. Der Hauptantriebsmotor und der Elektromotor sind über einen jeweils zugehörigen Eingangstrieb mit einem leistungsverzweigten Getriebe verbunden. Dieses weist zwei Ausgangstriebe auf. Einer dieser Ausgangstriebe ist mit den Fahrzeugrädern verbunden, der andere mit einem Luftpresse. Der Elektromotor wird aus einer Brennstoffzelle elektrisch gespeist. Der Luftpresser komprimiert Umgebungsluft, die den Zellen der Brennstoffzelle und einem Reformer als sauerstofftragende Prozessluft zugeführt ist. Weiterhin ist ein zusätzlicher Luftpresser vorgesehen, der bei erhöhtem Druckluftbedarf im Fahrbetrieb und auch bei stehendem und/oder leer laufendem Hauptantriebsmotor beim Auftreten von Druckluftbedarf automatisch zugeschaltet wird. Der zusätzliche Luftpresser wird im Startbetrieb des Fahrzeugs oder vor der Inbetriebnahme des Fahrzeugs zum Füllen der Druckluftanlage zugeschaltet. Die Luftpresser dienen unter anderem auch zur Versorgung einer pneumatischen Bremse und einer pneumatischen Niveausteuereinrichtung mit Druckluft. Das Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass der Luftpresser wahlweise vom Hauptantriebsmotor oder vom Elektromotor des Fahrzeugs angetrieben wird.From the DE 101 48 213 B4 are known a vehicle with a main drive motor, compressor and power source and a method for operating this vehicle. The vehicle is provided with a main drive motor and an electric motor. The main drive motor and the electric motor are connected via an associated input drive with a power-split transmission. This has two output drives. One of these output drives is connected to the vehicle wheels, the other with an air press. The electric motor is fed electrically from a fuel cell. The air compressor compresses ambient air, which is supplied to the cells of the fuel cell and a reformer as oxygen-carrying process air. Furthermore, an additional air compressor is provided, which is automatically switched on with increased compressed air demand in driving mode and even when the main drive motor is stopped and / or idling when compressed air is required. The additional air compressor is switched on in the starting operation of the vehicle or before the start of the vehicle to fill the compressed air system. The air compressors are also used to supply a pneumatic brake and a pneumatic level control device with compressed air. The method for operating the vehicle is characterized in that the air compressor is driven either by the main drive motor or by the electric motor of the vehicle.

Aus der DE 36 38 881 A1 ist ein Hybrid-Antriebssystem bekannt, welches mit Speicherkomponenten zum Speichern von alternativen Energien, mit Eingangs- und Ausgangsmitteln zum Zu- und Abführen von Energie und mit Steuermitteln zum Verteilen und Regeln von Ein- und Ausgangsenergie und der Zuteilung auf die Speicherkomponenten versehen ist. Die Speicherkomponenten umfassen einen Akkumulatorsatz zum direkten Speichern elektrischer Energie, Gyro-Komponenten zum Speichern kinetischer Energie und einen Speicher zum Speichern potentieller mechanischer Energie. Der Speicher für potentielle mechanische Energie umfasst einen Druckluftspeicher, einen Druckluftmotor und einen Hochdruckverstärker. Die genannten Speicherkomponenten sind über die Eingangs- und Ausgangsmittel durch die Steuermittel alternativ oder gleichzeitig aufladbar und entladbar. Die Steuermittel umfassen einen Vier-Quadrantentrieb, über welchen die genannten Speicherkomponenten miteinander gekoppelt sind. Der Ausgang des Vier-Quadrantentriebs ist über eine kontinuierlich variable Transmission zum Verbraucher geführt, bei dem es sich um die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs mit vorge schaltetem Differential mit Planetengetriebe handeln kann.From the DE 36 38 881 A1 For example, a hybrid propulsion system is known which is provided with storage components for storing alternative energies, with input and output means for supplying and discharging energy and with control means for distributing and regulating input and output energy and the allocation to the storage components. The memory components include a battery pack for storing electrical energy directly, gyro components for storing kinetic energy, and memory for storing potential mechanical energy. The potential mechanical energy storage includes a compressed air reservoir, an air motor and a high pressure booster. The said memory components are alternatively or simultaneously rechargeable and dischargeable via the input and output means by the control means. The control means comprise a four-quadrant drive, via which said memory components are coupled together. The output of the four-quadrant drive is guided via a continuously variable transmission to the consumer, which may be the drive wheels of a motor vehicle with pre-switched differential with planetary gear.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Ein Hybridantrieb gemäß der Erfindung stellt eine deutlich kostengünstigere Alternative zu den vorbekannten Hybridantrieben dar. Gemäß der Erfindung liegt ein Hybridantrieb vor, der als Hauptantriebseinheit eine Verbrennungsmaschine und als weitere Antriebseinheit eine Druckluftmaschine enthält. Der der Druckluftmaschine zugeordnete Druckluftspeicher ermöglicht im Schiebebetrieb und bei Bremsvorgängen eine Energiespeicherung bzw. einen Druckaufbau im Sinne einer Rekuperation und im Fahrbetrieb einen kurzzeitigen Betrieb des Fahrzeugs durch eine Energieabgabe im Sinne eines Druckabbaus.One Hybrid drive according to the invention represents a much cheaper Alternative to the previously known hybrid drives. According to the invention is a hybrid drive, the main drive unit is an internal combustion engine and as a further drive unit includes a pneumatic machine. Of the the compressed air machine associated compressed air storage allows in Pushing operation and braking an energy storage or a pressure build-up in the sense of recuperation and during driving a short-term operation of the vehicle by an energy release in the sense of a pressure reduction.

Durch die Verwendung einer Druckluftmaschine als weitere Antriebseinheit eines Hybridantriebs werden Kosten eingespart, da Standardtechnologien und preiswerte Standardbauelemente verwendet werden können. Es kommt ein verschleißfreies Speichermedium mit unbegrenzter Zyklenfähigkeit zum Einsatz. Eine Rekuperation bzw. Speicherung der Bremsenergie im Verzögerungsbetrieb kann über einen längeren Zeitraum mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden. Es tritt keine Einschränkung der. Leistungsfähigkeit des Energiespeichers über der Umgebungstemperatur auf. Weiterhin kann ein Start des Motors des Fahrzeugs ohne Verwendung eines Anlassers durchgeführt werden. Ferner ist ein problemloses Recycling der Bestandteile der Druckluftmaschine möglich.By the use of a compressed air machine as another drive unit A hybrid drive saves costs because of standard technologies and inexpensive standard components can be used. It comes a wear-free Storage medium with unlimited cycle capability for use. A recuperation or storage of the braking energy in the deceleration mode can via a longer Period can be carried out with high efficiency. It does not occur restriction of the. capacity of energy storage over the ambient temperature. Furthermore, a start of the engine of the vehicle without using a starter. Furthermore, a problem-free recycling of the components of the compressed air machine possible.

Die im Druckluftspeicher enthaltene Druckluft kann in vorteilhafter Weise auch zur Beschleunigung eines Turboladers eines Fahrzeugs verwendet werden. Ferner kann die Druckluft sowohl im Fahrbetrieb als auch bei stehendem Fahrzeug weiteren Aggregaten des Fahrzeugs zugeleitet werden, um diese anzutreiben.The compressed air contained in the compressed air reservoir can also be used to accelerate a turbocharger of a vehicle in an advantageous manner become. Furthermore, the compressed air can be supplied to further units of the vehicle both in driving operation and when the vehicle is stationary in order to drive them.

In vorteilhafter Weise weist der Hybridantrieb insgesamt n Zylinder auf, wobei ein Teil dieser Zylinder der Verbrennungsmaschine und die restlichen Zylinder der Druckluftmaschine zugeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Verdichtung der der Druckluftmaschine zugeordneten Zylinder wesentlich höher sein kann als die Verdichtung der der Verbrennungsmaschine zugeordneten Zylinder. Vorzugsweise hat das Verdichtungsverhältnis der der Druckluftmaschine zugeordneten Zylinder einen Wert, der größer oder gleich 25 ist.In Advantageously, the hybrid drive has a total of n cylinders on, wherein a part of these cylinders of the internal combustion engine and the remaining cylinders of the pneumatic machine are assigned. This has the advantage that the compression of the compressed air machine associated cylinder can be much higher than the compression the cylinder associated with the internal combustion engine. Preferably has the compression ratio the cylinder assigned to the pneumatic machine has a value that bigger or is equal to 25.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figur.Further advantageous properties of the invention will become apparent from the exemplary explanation based on the figure.

Zeichnungdrawing

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung zur Erläuterung eines Hybridantriebs gemäß der ErfindungThe 1 shows a block diagram for explaining a hybrid drive according to the invention

Beschreibungdescription

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung zur Erläuterung eines Hybridantriebs gemäß der Erfindung.The 1 shows a block diagram for explaining a hybrid drive according to the invention.

Der dargestellte Hybridantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, weist als Hauptantriebseinheit eine Verbrennungsmaschine 1 auf, der beispielsweise vier Zylinder 11 zugeordnet sind. Weiterhin enthält der dargestellte Hybridantrieb als weitere Antriebseinheit eine Druckluftmaschine 2, die über eine Kupplung 3 mit der Verbrennungsmaschine 1 verbunden ist.The illustrated hybrid drive for a vehicle, in particular a motor vehicle, has an internal combustion engine as the main drive unit 1 on, for example, four cylinders 11 assigned. Furthermore, the hybrid drive shown contains a further compressed air unit as a further drive unit 2 that have a clutch 3 with the combustion engine 1 connected is.

Die Druckluftmaschine 2 ist als Druckluftmotor und als Luftkompressor betreibbar. Der Druckluftmaschine sind zwei Zylinder 12 zugeordnet. Allgemein gilt die folgende Beziehung: n = m + p,wobei n = Gesamtzahl der Zylinder, m = Zahl der der Verbrennungsmaschine zugeordneten Zylinder und p = Zahl der der Druckluftmaschine zugeordneten Zylinder.The compressed air machine 2 is operable as a compressed air motor and as an air compressor. The compressed air machine are two cylinders 12 assigned. Generally, the following relationship applies: n = m + p, where n = total number of cylinders, m = number of cylinders assigned to the internal combustion engine, and p = number of cylinders associated with the pneumatic machine.

Die Zylinder 12 der Druckluftmaschine haben eine höhere Verdichtung als die Zylinder 11 der Verbrennungsmaschine. Handelt es sich bei der Verbrennungsmaschine um einen Ottomotor, dann beträgt das Verdichtungsverhältnis der Zylinder 11 des Ottomotors beispielsweise 12, während das Verdichtungsverhältnis der Zylinder 12 der Druckluftmaschine mindestens bei 25 liegt. Vorzugsweise hat das Verdichtungsverhältnis der Zylinder 12 der Druckluftmaschine jedoch einen noch größeren Wert, der beispielsweise bei 50 oder gar bei 100 liegen kann.The cylinders 12 The compressed air engine has a higher compression than the cylinders 11 the combustion engine. If the internal combustion engine is a gasoline engine, then the compression ratio of the cylinders is 11 for example, the gasoline engine 12 while the compression ratio of the cylinder 12 the compressed air machine is at least 25. Preferably, the compression ratio of the cylinder 12 However, the pneumatic machine an even greater value, which may for example be 50 or even 100.

Die Zylinder 11 der Verbrennungsmaschine werden im Betrieb des Kraftfahrzeugs in herkömmlicher Weise verwendet. Die Zylinder 12 der Druckluftmaschine sind ausschließlich dazu vorgesehen, eine kompressortypische hohe Verdichtung zu ermöglichen, so dass zu einer effizienten Nutzung des der Druckluftmaschine 2 zugeordneten Druckluftspeichers 6 sehr hohe Luftdrücke realisiert werden können.The cylinders 11 the internal combustion engine are used in the operation of the motor vehicle in a conventional manner. The cylinders 12 The compressed air machine are exclusively intended to allow a compressor-typical high compression, so that an efficient use of the compressed air machine 2 associated compressed air storage 6 very high air pressures can be realized.

Wie aus der 1 hervorgeht, ist der Druckluftspeicher 6 über ein erstes Ventil 8 mit der Druckluftmaschine 2 verbunden. Die Steuerung dieses ersten Ventils 8 erfolgt durch ein Steuergerät 7, welches dem ersten Ventil 8 Steuersignale s1 zuführt, die das erste Ventil je nach Bedarf öffnen oder schließen.Like from the 1 shows, is the compressed air storage 6 via a first valve 8th with the compressed air machine 2 connected. The control of this first valve 8th done by a control unit 7 which is the first valve 8th Supplies control signals s1 which open or close the first valve as needed.

Die Verbrennungsmaschine 1 und die mit dieser über die Kupplung 3 verbundene Druckluftmaschine 2 sind über ein Getriebe 4 mit der Antriebswelle 5 des Kraftfahrzeugs verbunden, über welche die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden.The combustion engine 1 and with this over the clutch 3 connected compressed air machine 2 are about a gearbox 4 with the drive shaft 5 of the motor vehicle, via which the drive wheels of the motor vehicle are driven.

Weiterhin ist der Druckluftspeicher 6 über ein zweites Ventil 9 mit einem weiteren Aggregat 10 des Kraftfahrzeugs verbunden. Auch dieses zweite Ventil 9 wird vom Steuergerät 7 gesteuert, welches Steuersignale s3 für das zweite Ventil 9 zur Verfügung stellt. Weiterhin ist das Steuergerät 7 auch mit der Verbrennungsmaschine 1 verbunden, um dieser Steuersignale s2 zuzuführen.Furthermore, the compressed air storage 6 via a second valve 9 with another unit 10 connected to the motor vehicle. Also this second valve 9 is from the controller 7 controlled, which control signals s3 for the second valve 9 provides. Furthermore, the control unit 7 also with the combustion engine 1 connected to supply these control signals s2.

Bei diesem weiteren Aggregat 10 kann es sich um den Katalysator des Kraftfahrzeugs handeln. Diesem wird bei bekannten Kraftfahrzeugen Luft unter Verwendung einer Sekundärluftpumpe zugeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dem Katalysator zwecks einer Aufheizung über das Ventil 9 Druckluft aus dem Druckluftspeicher 6 zugeführt. Dies geschieht dadurch, dass das Druckluftventil bei geöffnetem Auslassventil angesteuert wird. Bei fettem Motorbetrieb kommt es dadurch vor dem bzw. im Katalysator zu exothermen Nachreaktionen.In this further unit 10 it may be the catalyst of the motor vehicle. This is supplied in known vehicles air using a secondary air pump. According to the present invention, the catalyst is heated over the valve for heating 9 Compressed air from the compressed air reservoir 6 fed. This happens because the compressed air valve is actuated when the outlet valve is open. With rich engine operation, this leads to exothermic after-reactions before or in the catalytic converter.

Bei dem weiteren Aggregat 10 kann es sich auch um den Turbolader des Kraftfahrzeugs handeln. Hierbei öffnet die Steuereinheit 7 über das Steuersignal s3 das zweite Ventil 9, um den Turbolader mit Druckluft zu unterstützen. Diese wird vorzugsweise direkt in den Verdichter des Turboladers eingeblasen.In the other unit 10 it may also be the turbocharger of the motor vehicle. This opens the control unit 7 via the control signal s3, the second valve 9 to assist the turbocharger with compressed air. This is preferably blown directly into the compressor of the turbocharger.

Ferner wird der Druckluftspeicher 6 auch zu einem Start des Kraftfahrzeugs verwendet, ohne dass ein Anlasser benötigt wird. Durch ein Öffnen des ersten Ventils 8 im Motormodus der Druckluftmaschine 2 kann der Verbrennungsmotor aus dem Stand beschleunigt werden, so dass es eines Anlassers nicht bedarf.Furthermore, the compressed air reservoir 6 also used to start the motor vehicle, without that a starter is needed. By opening the first valve 8th in the engine mode of the compressed air machine 2 The internal combustion engine can be accelerated from a standstill so that it does not need a starter.

Alternativ oder zusätzlich zu den obigen Beispielen für das weitere Aggregat 10 können auch das Bremsensystem des Kraftfahrzeugs, eine pneumatische Handbremse, eine Zusatz-Druckluftwasserpumpe, ein Klimakompressor, die Zentralverriegelung des Kraftfahrzeugs, die Luftfederung sowie weitere Aktuatoren und Komponenten, die beim Stand der Technik elektrisch oder hydraulisch betrieben werden, mittels Druckluft angesteuert werden.Alternatively or in addition to the above examples of the further aggregate 10 can also be the brake system of the motor vehicle, a pneumatic hand brake, an additional compressed air water pump, an air compressor, the central locking of the motor vehicle, the air suspension and other actuators and components that are operated electrically or hydraulically in the prior art, are controlled by compressed air.

Beispielsweise können ein aktives Fahrwerk bzw. die Stoßdämpfer im Sinne einer Höhen- und Dämpfungsverstellung angesteuert werden. Dazu müssen allerdings zusätzliche Luftkompressoren mitgeführt werden.For example can an active chassis or the shock absorbers in the sense of a height and damping adjustment be controlled. To do this however additional Air compressors carried become.

Handelt es sich bei dem zusätzlichen Aggregat 10 um einen Klimakompressor, dann ist auch eine Standklimatisierung möglich. Eventuell kann auch die bei der Luftexpansion entstehende Kälte zur Klimatisierung benutzt werden.Is it the additional aggregate 10 To an air conditioning compressor, then a stationary air conditioning is possible. Possibly also the cold arising during the air expansion can be used for the air conditioning.

Als weitere Alternative ist eine Ansteuerung der Ein- und Auslassventilverstellung mittels Druckluft durchführbar.When Another alternative is a control of the inlet and outlet valve adjustment be carried out by compressed air.

Ferner ist durch eine Lufteinblasung in das Aktivkohlefilter eine verbesserte Tankentlüftung erzielbar. Ein Unterdruck im Saugrohr ist dann nicht mehr zwingend notwendig.Further is an improved by an air injection into the activated carbon filter tank ventilation achievable. A negative pressure in the intake manifold is then no longer mandatory necessary.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung weisen – wie bereits oben ausgeführt wurde – die Zylinder 12 der Druckluftmaschine 2 ein hohes Verdichtungsverhältnis auf, so dass mittels des Druckluftspeichers 6 hohe Luftdrucke realisiert werden können. Der Ventiltrieb erfolgt dabei in einfacher Weise mechanisch über einen Nockentrieb, beispielsweise den SOHC-Nockentrieb. Dieser betätigt ein mit der Umgebung kommunizierendes Hochdruckventil. Dabei wird der Betriebsmodus durch ein Steuerdiagramm definiert, unter dessen Verwendung sich mittels eines Camphasers zwischen Kompressor- und Motormodus umschalten lässt. Die Nockenwelle der Druckluftmaschine 2 läuft mit i = 1 synchron zur Kurbelwelle des Kraftfahrzeugs. Dabei erfolgt im Kompressorbetrieb ein Öffnen und Schließen eines Niederdruckventils synchron mit der Abwärtsbewegung eines Kolbens. Das Hochdruckventil wird synchron mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens gesteuert. Im Motorbetrieb der Druckluftmaschine 2 erfolgt eine Phasenverschiebung um 180° Kurbelwinkel derart, dass das Hochdruckventil synchron mit der Abwärtsbewegung des Kolbens und das Niederdruckventil synchron mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens gesteuert wird.The object of the present invention - as already stated above - the cylinder 12 the compressed air machine 2 a high compression ratio, so that by means of the compressed air reservoir 6 high air pressures can be realized. The valve drive takes place in a simple manner mechanically via a cam drive, for example, the SOHC cam drive. This actuates a communicating with the environment high pressure valve. The operating mode is defined by a control diagram, the use of which can be switched by means of a camphaser between compressor and engine mode. The camshaft of the compressed air machine 2 runs with i = 1 synchronously with the crankshaft of the motor vehicle. In this case, in compressor operation, opening and closing of a low-pressure valve occurs synchronously with the downward movement of a piston. The high pressure valve is controlled synchronously with the upward movement of the piston. In engine operation of the compressed air machine 2 there is a phase shift by 180 ° crank angle such that the high pressure valve is controlled in synchronism with the downward movement of the piston and the low pressure valve in synchronism with the upward movement of the piston.

Da die Druckluftmaschine gemäß der Erfindung nur bei vergleichsweise geringen Drehzahlen betrieben wird, kann auch ein OHV-Ventiltrieb verwendet werden, bei dem die Abschaltung des Ventiltriebs besonders einfach realisiert werden kann. Dies reduziert die Kosten eines Hybridantriebs.There the compressed air machine according to the invention can only be operated at comparatively low speeds can Also, an OHV valve train can be used in which the shutdown the valve gear can be easily realized. This reduces the cost of a hybrid drive.

Im Hinblick auf ihre geometrischen Ausführungen können die oben genannten Ventile ebenso ausgebildet sein, wie es bei Hubkolbenkompressoren allgemein bekannter Stand der Technik ist.in the With regard to their geometric designs, the above-mentioned valves be designed as well as it is in reciprocating compressors in general known prior art.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Druckluftmaschine in den Motorölkreislauf einzubinden. Dies hat den Vorteil, dass kein separater Schmierkreis notwendig ist.A Another advantageous embodiment of the invention is that Compressed air machine in the engine oil circuit integrate. This has the advantage that no separate lubrication circuit necessary is.

Der Gegenstand der Erfindung ist grundsätzlich im Zusammenhang mit allen Antriebsstrangkonzepten bekannter Hybridantriebe einsetzbar, beispielsweise bei einem Antriebsstrangkonzept mit Leistungsverzweigung oder bei einem Antriebsstrangkonzept mit parallelen Antriebssträngen.Of the The invention is basically related to can be used in all powertrain concepts of known hybrid drives, For example, in a powertrain concept with power split or in a powertrain concept with parallel drive trains.

Eine Ausführungsform besteht darin, die Druckluftmaschine im Getriebeeingang (Kupplungsglocke) fest mit der Getriebeeingangswelle zu verbinden und den Kraftschluss zum Motor mittels einer Schaltkupplung zu erreichen. A embodiment is the compressed air machine in the transmission input (clutch bell) firmly connect to the transmission input shaft and the traction to reach the engine by means of a clutch.

Die Versorgung der Druckluftmaschine 2 erfolgt – wie oben ausgeführt wurde – durch Druckluft, die von einem Druckluftspeicher 6 zur Verfügung gestellt wird. Je nach gewünschter Speicherkapazität kann ein Drucklufttank mit bis zu 300 bar und bis zu 200 l realisiert werden. Bei 200 bar ergibt sich eine ähnliche Energiedichte wie bei NiMH-Batterien, wobei diese Energiedichte bei ca. 5 Wh/kg liegt.The supply of the compressed air machine 2 takes place - as stated above - by compressed air from a compressed air reservoir 6 is made available. Depending on the desired storage capacity, a compressed air tank with up to 300 bar and up to 200 l can be realized. At 200 bar results in a similar energy density as NiMH batteries, with this energy density is about 5 Wh / kg.

Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs kann mittels der Druckluftmaschine das Anfahren des Fahrzeugs erfolgen, ein Fahren im Stop-and-Go-Betrieb im Sinne eines Segelns und auch ein Beschleunigen mit Unterstützung der Verbrennungsmaschine im Sinne einer Boostfunktion.in the Driving the motor vehicle can by means of the compressed air machine starting the vehicle, driving in stop-and-go operation in the Sailing and accelerating with the support of the Combustion engine in the sense of a boost function.

11
Verbrennungsmaschinecombustion engine
22
DruckluftmaschineCompressed air machine
33
Kupplungclutch
44
Getriebetransmission
55
Abtriebswelleoutput shaft
66
DruckluftspeicherCompressed air storage
77
Steuergerätcontrol unit
88th
VentilValve
99
VentilValve
1010
weiteres Aggregatadditional aggregate
1111
Zylinder der Verbrennungsmaschinecylinder the combustion engine
1212
Zylinder der Druckluftmaschinecylinder the compressed air machine
s1s1
Steuersignalcontrol signal
s2s2
Steuersignalcontrol signal
s3s3
Steuersignalcontrol signal

Claims (11)

Hybridantrieb für ein Fahrzeug, welcher eine Verbrennungsmaschine und eine mit der Verbrennungsmaschine über eine Kupplung verbundene Druckluftmaschine aufweist, wobei – die Verbrennungsmaschine (1) und die Druckluftmaschine (2) über ein Getriebe (4) mit der Abtriebswelle (5) des Fahrzeugs verbunden sind, – die Druckluftmaschine (2) über ein Ventil (8) mit einem Druckluftspeicher (6) verbunden ist und – das Ventil (8) mit einem Steuergerät (7) verbunden ist, das zur Generierung von Steuersignalen (s1) für das Ventil (8) vorgesehen ist.Hybrid drive for a vehicle having an internal combustion engine and a compressed air machine connected to the internal combustion engine via a clutch, wherein - the internal combustion engine ( 1 ) and the compressed air machine ( 2 ) via a transmission ( 4 ) with the output shaft ( 5 ) of the vehicle are connected, - the compressed air machine ( 2 ) via a valve ( 8th ) with a compressed air reservoir ( 6 ) and - the valve ( 8th ) with a control device ( 7 ), which is used to generate control signals (s1) for the valve ( 8th ) is provided. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) weiterhin mit der Verbrennungsmaschine (1) verbunden und zur Generierung von Steuersignalen (s2) für die Verbrennungsmaschine vorgesehen ist.Hybrid drive according to claim 1, characterized in that the control unit ( 7 ) continue with the internal combustion engine ( 1 ) and for generating control signals (s2) is provided for the internal combustion engine. Hybridantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Druckluftspeicher (6) herrschende Luftdruck im Schiebebetrieb und bei Bremsvorgängen des Fahrzeugs im Sinne einer Energierückgewinnung erhöht wird.Hybrid drive according to claim 1 or 2, characterized in that in the compressed air reservoir ( 6 ) prevailing air pressure is increased during coasting and braking operations of the vehicle in the sense of energy recovery. Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftspeicher (6) über ein zweites Ventil (9) mit einem weiteren Aggregat (10) des Fahrzeugs verbunden ist, das zweite Ventil (9) mit dem Steuergerät (7) verbunden ist und das Steuergerät (7) zur Generierung von Steuersignalen (s3) für das zweite Ventil (9) vorgesehen ist.Hybrid drive according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air reservoir ( 6 ) via a second valve ( 9 ) with another aggregate ( 10 ) of the vehicle, the second valve ( 9 ) with the control unit ( 7 ) and the control unit ( 7 ) for generating control signals (s3) for the second valve ( 9 ) is provided. Hybridantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Aggregat (10) ein Turbolader des Fahrzeugs ist und das Steuergerät (7) beim Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs das zweite Ventil (9) öffnet, um den Turbolader mit Druckluft zu unterstützen.Hybrid drive according to claim 4, characterized in that the further unit ( 10 ) is a turbocharger of the vehicle and the control unit ( 7 ) during the acceleration process of the vehicle, the second valve ( 9 ) opens to assist the turbocharger with compressed air. Hybridantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft direkt in den Verdichter des Turboladers eingeblasen wird.Hybrid drive according to claim 5, characterized in that that the compressed air is injected directly into the compressor of the turbocharger becomes. Hybridantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Aggregat (10) der Katalysator des Fahrzeugs ist und das Steuergerät (7) das zweite Ventil (9) öffnet, um den Katalysator mittels eingeblasener Luft und Gemischanfettung zu heizen.Hybrid drive according to claim 4, characterized in that the further unit ( 10 ) is the catalyst of the vehicle and the control unit ( 7 ) the second valve ( 9 ) opens to heat the catalyst by means of injected air and Gemischanfettung. Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) bei einem Startvorgang im Motormodus der Luftmaschine das erste Ventil (8) öffnet, um den Verbrennungsmotor zu beschleunigen.Hybrid drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 7 ) at a starting process in the engine mode of the air machine, the first valve ( 8th ) opens to accelerate the internal combustion engine. Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug n Zylinder aufweist, der Verbrennungsmaschine m dieser Zylinder und der Druckluftmaschine p dieser Zylinder zugeordnet sind, wobei gilt: n = m + p. Hybrid drive according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle has n cylinders, the combustion engine m of these cylinders and the pneumatic machine p are assigned to these cylinders, where: n = m + p. Hybridantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (12) der Druckluftmaschine (2) eine höhere Verdichtung aufweisen als die Zylinder (11) der Verbrennungsmaschine (1).Hybrid drive according to claim 9, characterized in that the cylinders ( 12 ) of the compressed air machine ( 2 ) have a higher compression than the cylinders ( 11 ) of the combustion engine ( 1 ). Hybridantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis der Zylinder (12) der Druckluftmaschine größer als 25 ist.Hybrid drive according to claim 10, characterized in that the compression ratio of the cylinder ( 12 ) of the pneumatic machine is greater than 25.
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