DE102008021976B4 - Motor vehicle with an auxiliary unit driven by an electric motor - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug und insbesondere Nutzfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Nebenaggregat (10) und mit einem (4), der wenigstens zeitweise von einer Stromquelle (8) mit elektrischer Energie versorgbar ist,wobeider Elektromotor (4) wenigstens zeitweise über eine Kraftübertragungseinrichtung (28) mit dem Nebenaggregat (10) in Verbindung steht, um dieses anzutreiben,das Kraftfahrzeug eine erste Kupplungseinrichtung (16) aufweist, mittels derer eine Abtriebswelle (3) des Verbrennungsmotors (2) rotatorisch mit einer Antriebswelle (5) des Elektromotors (4) verbindbar ist und welche einen zeitweisen mechanischen Antrieb des Elektromotors (4) durch den Verbrennungsmotor (2) ermöglicht,das Kraftfahrzeug eine zweite Kupplungseinrichtung (18) aufweist, welche einen Antrieb des Nebenaggregats (10) durch den Verbrennungsmotor (2) ermöglicht, sodass eine Klimaanlage im Schub- oder Bremsbetrieb direkt über die zweite Kupplungseinrichtung (18) und ggf. auch über Riemen- oder Zahnräder mit dem Verbrennungsmotor (2) verbunden ist, um so zurückgespeiste Energie für die Klimatisierung des Kraftfahrzeugs zu verwenden, undder Elektromotor (4) derart ausgeführt ist, dass der Verbrennungsmotor (2) durch den Elektromotor (4) zur Unterstützung mit einem zusätzlichen Drehmoment beaufschlagbar ist, und/oder der Elektromotor (4) und der Verbrennungsmotor (2) derart ausgelegt sind, dass der Elektromotor (4) den Verbrennungsmotor (2) in einem Teillastbereich des Verbrennungsmotors (2) unterstützt oder substituiert.Motor vehicle and in particular commercial vehicle with an internal combustion engine (2) for driving the motor vehicle, with at least one auxiliary unit (10) and with one (4) which can be supplied with electrical energy at least temporarily from a power source (8), the electric motor (4) at least is temporarily connected to the auxiliary unit (10) via a power transmission device (28) in order to drive it, the motor vehicle has a first coupling device (16) by means of which an output shaft (3) of the internal combustion engine (2) rotates with a drive shaft (5) of the electric motor (4) can be connected and which enables a temporary mechanical drive of the electric motor (4) by the internal combustion engine (2), the motor vehicle has a second clutch device (18) which drives the auxiliary unit (10) by the internal combustion engine (2) enables an air conditioning system in overrun or braking operation directly via the second clutch device (18) and g If necessary, it is also connected to the internal combustion engine (2) via belt or gear wheels in order to use the energy fed back for air conditioning the motor vehicle, and the electric motor (4) is designed in such a way that the internal combustion engine (2) is powered by the electric motor (4). an additional torque can be applied to support, and / or the electric motor (4) and the internal combustion engine (2) are designed in such a way that the electric motor (4) supports or substitutes the internal combustion engine (2) in a partial load range of the internal combustion engine (2).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf ein Nutzfahrzeug, insbesondere einem LKW oder Bus beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch für PKWs anwendbar ist.The present invention relates to a motor vehicle. The invention is described with reference to a utility vehicle, in particular a truck or bus, but it is pointed out that the present invention can also be used for cars.
Aus dem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Vielzahl von Fahrzeugnebenaggregaten auf. Als Nebenaggregat bezeichnet man dabei alle Hilfsmaschinen eines Fahrzeuges, die von der Hauptantriebsmaschine direkt oder indirekt mit angetrieben werden und die für den Betrieb der Hauptmaschine bzw. des Fahrzeuges notwendig sind. Daneben werden unter Nebenaggregaten hier auch solche Aggregate bezeichnet, die zwar nicht direkt für den Fahrbetrieb notwendig sind, jedoch in sonstiger Weise, beispielsweise beim Fahrkomfort, unterstützen, wie insbesondere aber nicht ausschließlich der Klimakompressor für eine Fahrzeugklimaanlage.Motor vehicles known from the prior art usually have a large number of vehicle ancillary units. All auxiliary machines of a vehicle that are driven directly or indirectly by the main drive machine and that are necessary for the operation of the main machine or the vehicle are referred to as auxiliary units. In addition, auxiliary units also refer to those units that are not directly necessary for driving, but support them in some other way, for example in driving comfort, such as, in particular, but not exclusively, the air conditioning compressor for a vehicle air conditioning system.
Bei den bekannten Fahrzeugen ist es wünschenswert, zu Betriebsbeginn, während längerer Fahrtzeugstillstandzeiten oder an den Endhaltestellen, beispielsweise wartenden Fahrgästen ein klimatisiertes Busfahrzeug zur Verfügung zu stellen. Der Betrieb einer Klimaanlage ist jedoch, insbesondere in einem Stadtbus, nur in Verbindung mit laufendem Verbrennungsmotor möglich, um die nötige Antriebsenergie für den Klimakompressor sicherzustellen. Dabei wird üblicher Weise der Klimakompressor direkt von dem Verbrennungsmotor angetrieben. Dies führt jedoch bei längeren Haltezeiten zu einer Lärm- und Abgasbelastung durch den Verbrennungsmotor in der Umgebung der Haltestelle. Dabei tritt diese Umweltbelastung insbesondere in den heißen Jahreszeiten zutage, da eine Vielzahl von Reisebussen Tagestouristen befördern. In solchen Fällen dient ein Bus oft als Aufenthaltsort und muss neben der Klimatisierung des Fahrgastraums auch noch weitere Komfortfunktionen, wie den Küchenbetrieb, die Unterhaltungselektronik, Duschen usw. realisieren.In the known vehicles, it is desirable to provide an air-conditioned bus vehicle at the start of operation, during longer vehicle downtimes or at the terminal stops, for example for waiting passengers. The operation of an air conditioning system, however, especially in a city bus, is only possible in connection with a running internal combustion engine in order to ensure the necessary drive energy for the air conditioning compressor. The air conditioning compressor is usually driven directly by the internal combustion engine. However, with longer stopping times, this leads to noise and exhaust emissions from the internal combustion engine in the vicinity of the stop. This environmental pollution is particularly evident in the hot seasons, as a large number of coaches transport day tourists. In such cases, a bus often serves as a place to stay and, in addition to air conditioning the passenger compartment, also has to implement other comfort functions such as kitchen operation, entertainment electronics, showers, etc.
Um die 24 Volt Bordnetzversorgung an den Endhaltestellen auch beim Betrieb der Klimaanlage zu ermöglichen, und um gleichzeitig eine Tiefentladung der 24 Volt-Batterien zu vermeiden, wird elektrische Energie mit geringem Wirkungsgrad über die Lichtmaschine vom Verbrennungsmotor erzeugt. Beim Anfahrbetrieb, beispielsweise aus einer Haltestelle, reduziert der Antrieb z. B. für den Klimakompressor neben weiteren gerade im Moment betriebenen Nebenaggregaten die zum Anfahren zu Verfügung stehende Leistung.In order to enable the 24 volt on-board power supply at the terminal stops even when the air conditioning system is in operation, and at the same time to avoid deep discharge of the 24 volt batteries, electrical energy is generated with low efficiency via the alternator from the internal combustion engine. When starting, for example from a bus stop, the drive reduces z. B. for the air conditioning compressor in addition to other ancillary units currently in operation, the power available for starting up.
Ein zufriedenstellender Betrieb einer Klimaanlage und eine ausreichende Versorgung des elektrischen Bordnetzes sind bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor heute nicht möglich. Im Weiteren ist der Antrieb des Lüfters für das Motorkühlsystem und auch andere Nebenaggregate starr mit der Verbrennungsmotordrehzahl verbunden. So kann der Lüfter entweder über eine Kupplung oder bei hydraulischen Antriebssystemen mit einem Ventil nur an die Motordrehzahl angepasst oder mit geringerer Drehzahl bewegt werden. Diese Betriebsweise ist aber dem Kühlbedarf und allgemein dem Nebenaggregatsystem nicht immer angemessen.Satisfactory operation of an air conditioning system and an adequate supply of the electrical system are not possible today when the internal combustion engine is switched off. Furthermore, the drive of the fan for the engine cooling system and also other ancillary units is rigidly connected to the engine speed. The fan can either be adjusted to the engine speed either via a clutch or, in the case of hydraulic drive systems, with a valve, or it can be moved at a lower speed. However, this mode of operation is not always appropriate to the cooling requirement and generally to the ancillary equipment system.
Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Elektromotor und Nebenaggregaten sind bspw. aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches einen Betrieb des Nebenaggregats, beispielsweise auch bei abgeschalteten Verbrennungsmotor, für längere Stillstandszeiten an Haltestellen ermöglicht. Daneben soll auch während des Fahrbetriebs die Energie des Kraftstoffs effizient eingesetzt werden. Schließlich soll auch ein bedarfsgerechter Betrieb von weiteren Fahrzeugnebenaggregaten wie dem Lüfter des Motorkühlsystems eine Kraftstoffeinsparung ermöglichen. Auf diese Weise soll eine Möglichkeit geschaffen werden, um den Verbrennungsmotor selbst energieoptimiert und effizient zu betreiben.The present invention is therefore based on the object of making available a vehicle which enables the auxiliary unit to be operated, for example even when the internal combustion engine is switched off, for longer downtimes at bus stops. In addition, the fuel's energy should also be used efficiently while driving. Finally, the needs-based operation of additional vehicle ancillary units such as the fan of the engine cooling system should also enable fuel savings. In this way, a possibility should be created to operate the internal combustion engine itself in an energy-optimized and efficient manner.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände des Patentanspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, these objects are achieved by the subject matter of claim 1. Advantageous embodiments and developments are the subject of the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug und insbesondere Nutzfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeuges auf. Weiterhin ist wenigstens ein Nebenaggregat sowie wenigstens ein Elektromotor vorgesehen, der wenigstens zeitweise von einer Stromquelle mit elektrischer Energie versorgbar ist. Erfindungsgemäß steht der Elektromotor wenigstens zeitweise über eine Kraftübertragungseinrichtung mit dem Nebenaggregat in Verbindung, um dieses anzutreiben.A motor vehicle according to the invention and in particular a commercial vehicle has an internal combustion engine for driving the vehicle. Furthermore, at least one auxiliary unit and at least one electric motor are provided, which can be supplied with electrical energy at least temporarily from a power source. According to the invention, the electric motor is at least temporarily connected to the auxiliary unit via a power transmission device in order to drive it.
Weiterhin weist das Fahrzeug eine Kupplungseinrichtung auf, mittels derer eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit einer Welle des Elektromotors rotatorisch verbindbar ist um zeitweise einen mechanischen Antrieb des Elektromotors durch den Verbrennungsmotor zu erreichen. Dabei kann diese Kupplungseinrichtung direkt zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebs- bzw. Abtriebswelle des Elektromotors angeordnet sein, es wäre jedoch auch möglich, dass die Kraftübertragung zusätzlich über Riemen, Zahnräder oder dergleichen erfolgt.Furthermore, the vehicle has a coupling device, by means of which an output shaft of the internal combustion engine can be rotationally connected to a shaft of the electric motor in order to temporarily achieve a mechanical drive of the electric motor by the internal combustion engine. This coupling device can be arranged directly between the output shaft of the internal combustion engine and the drive or output shaft of the electric motor, but it would also be possible that the Power is also transmitted via belts, gears or the like.
Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, Klimakompressoren oder andere Nebenaggregate wenigstens zeitweise mechanisch über einen zusätzlichen Elektromotor anzutreiben. Auf diese Weise ist eine bedarfsgerechte Zu- und Abschaltung eines Klimakompressors bzw. einer Klimaanlage möglich, und dies insbesondere auch im Falle eines Stillstandes des Motors. Auf diese Weise wird ein Konzept für den Betrieb des Nebenaggregats derart zur Verfügung gestellt, dass die Klimaanlage bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor für längere Stillstandszeiten an Haltestellen betrieben werden kann und auch während des Fahrbetriebs die Energie des Kraftstoffs effizienter eingesetzt werden kann. So kann erfindungsgemäß das Nebenaggregat wie beispielsweise ein Klimakompressor mit dem Elektromotor angetrieben und vorzugsweise über eine Leistungselektronik bedarfgerecht angesteuert werden.It is proposed according to the invention to drive air conditioning compressors or other auxiliary units at least temporarily mechanically via an additional electric motor. In this way, an air conditioning compressor or air conditioning system can be switched on and off as required, and this in particular also in the event of the engine being at a standstill. In this way, a concept for the operation of the auxiliary unit is made available in such a way that the air conditioning system can be operated for longer downtimes at bus stops when the internal combustion engine is switched off and the energy of the fuel can also be used more efficiently while driving. Thus, according to the invention, the auxiliary unit, such as an air conditioning compressor, can be driven by the electric motor and preferably controlled via power electronics as required.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Elektromotor derart auszuführen, dass der Elektromotor den Verbrennungsmotor zur Unterstützung mit einem zusätzlichen Drehmoment beaufschlägt. Alternativ oder zusätzlich sind der Elektromotor und der Verbrennungsmotor derart ausgelegt, dass der Elektromotor den Verbrennungsmotor in einem Teillastbereich des Verbrennungsmotors unterstützt oder substituiert.According to the invention, it is proposed that the electric motor be designed in such a way that the electric motor acts on the internal combustion engine with an additional torque to assist. Alternatively or additionally, the electric motor and the internal combustion engine are designed in such a way that the electric motor supports or substitutes the internal combustion engine in a partial load range of the internal combustion engine.
Durch die erste Kupplungseinrichtung ist es möglich, dass der Elektromotor durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird und in diesem Zustand als Generator wirkt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Nebenaggregat aus einer Gruppe von Nebenaggregaten ausgebildet, welche Druckluftkompressoren, Klimakompressoren, Lenkhilfepumpen, Lüfter, Schmierstoffpumpen, Hydraulikpumpen, Kühlwasserpumpen, Kraftstoffpumpen, Einspritzpumpen, Dosierpumpen, Bremskraftverstärker und dergleichen enthält.The first clutch device makes it possible for the electric motor to be driven by the internal combustion engine and to act as a generator in this state. In a further advantageous embodiment, the auxiliary unit is formed from a group of auxiliary units which contains air compressors, air conditioning compressors, power steering pumps, fans, lubricant pumps, hydraulic pumps, cooling water pumps, fuel pumps, injection pumps, metering pumps, brake boosters and the like.
Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug eine zweite Kupplungseinrichtung auf, welche einen Antrieb des Nebenaggregats durch den Verbrennungsmotor ermöglicht. Dabei ist es beispielsweise möglich, eine Klimaanlage auch in den energetisch günstigen Betriebsfällen, wie Schub- oder Bremsbetrieb, direkt über diese Kupplung und ggf. auch über Riemen- oder Zahnräder mit dem Verbrennungsmotor zu verbinden, um so zurück gespeiste Energie für die Klimatisierung des Fahrzeuges zu verwenden. In diesem Betriebsphasen dient vorzugsweise der Elektromotor als Generator und versorgt das Bordnetz und auch andere elektrische Nebenaggregate mit elektrischer Energie.According to the invention, the motor vehicle has a second clutch device which enables the auxiliary unit to be driven by the internal combustion engine. It is possible, for example, to connect an air conditioning system to the internal combustion engine directly via this clutch and possibly also via belt or gear wheels in energetically favorable operating cases, such as coasting or braking, in order to feed back energy for air conditioning the vehicle to use. In these operating phases, the electric motor is preferably used as a generator and supplies the on-board network and also other electrical auxiliary units with electrical energy.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Elektromotor derart gestaltet, dass er wenigstens zeitweise als Generator wirkt. Damit werden vorzugsweise bei diesem Konzept Anlasser und Lichtmaschine durch einen Elektromotor mit Leistungselektronik und vorzugsweise auch durch einen Bordnetzladewandler ersetzt.In a further advantageous embodiment, the electric motor is designed in such a way that it acts as a generator at least at times. In this way, the starter and alternator are preferably replaced by an electric motor with power electronics and preferably also by an on-board power supply converter.
Vorzugsweise sind mehrere Nebenaggregate durch den Elektromotor antreibbar.A plurality of auxiliary units can preferably be driven by the electric motor.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Stromquelle aus einer Gruppe von Stromquellen ausgewählt, welche elektrische Energiespeicher, Brennstoffzellenanlagen, Dampfmotoren mit Generator, Dieselgeneratoraggregate, Abgasturbinen mit Generatoren, Thermoelemente, Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält. Auch andere Systeme zur Stromerzeugung können Anwendung finden. Vorzugsweise erfolgt der Betrieb wenigstens einer dieser genannten Stromquellen unabhängig vom Einsatz des Verbrennungsmotors für den Fahrantrieb.In a further advantageous embodiment, the power source is selected from a group of power sources which contains electrical energy stores, fuel cell systems, steam engines with generators, diesel generator sets, exhaust gas turbines with generators, thermocouples, combinations thereof or the like. Other systems for generating electricity can also be used. At least one of these power sources mentioned is preferably operated independently of the use of the internal combustion engine for the drive.
Der Einsatz dieser Stromquelle bzw. Hilfsstromquelle ist sinnvoll, wenn der Pfad zur Stromerzeugung und zum Antrieb eines Nebenaggregats energetisch und bezüglich Emmissionen günstiger ist als der Betrieb des Verbrennungsmotors des Fahrantriebs direkt in Verbindung mit dem Nebenaggregat oder der Lichtmaschine.The use of this power source or auxiliary power source makes sense if the path to power generation and to drive an auxiliary unit is more favorable in terms of energy and emissions than the operation of the internal combustion engine of the traction drive directly in connection with the auxiliary unit or the alternator.
Wie oben erwähnt, kann, um die Effizienz des Gesamtsystems von Fahrzeug, Hilfsstromquelle und Nebenaggregaten zu erhöhen, zusätzlich der Elektromotor, der das Nebenaggregat bzw. den Klimakompressor antreibt über die oben erwähnte Kupplung mit der Welle des Verbrennungs- bzw. Dieselmotors verbunden sein. Während der Schubphasen des Fahrzeuges kann diese Kupplung geschlossen werden und z. B. der Klimakompressor so direkt Bremsenergie für seinen Betrieb der Klimaanlage verwenden. Dabei wird auch der Elektromotor angetrieben, der nun als Generator arbeitet und optional über eine Bordnetzladeelektronik das 24 Volt Bordnetz des Fahrzeuges versorgt. Die Leistungsabgabe der Hilfsstromquelle lässt sich so verringern und eine Kraftstoffeinsparung erzielen.As mentioned above, in order to increase the efficiency of the overall system of the vehicle, auxiliary power source and auxiliary units, the electric motor that drives the auxiliary unit or the air conditioning compressor can also be connected to the shaft of the combustion engine or diesel engine via the coupling mentioned above. During the overrun phases of the vehicle, this clutch can be closed and z. B. the air conditioning compressor so directly use braking energy for its operation of the air conditioning system. This also drives the electric motor, which now works as a generator and optionally supplies the vehicle's 24 volt on-board network via an on-board power supply electronics. The power output of the auxiliary power source can thus be reduced and fuel savings can be achieved.
Bei einer entsprechenden Auslegung des Elektromotors können gleichzeitig mehrere Nebenaggregate über Kupplungen und Riemen oder Zahnräder angetrieben werden. Neben der Klimatisierung kann z. B. auch der Lüfter des Fahrzeugkühlsystems in der beschriebenen Weise betrieben werden. Die Antriebsleistung des Lüfters liegt in einem ähnlichen Leistungsbereich wie die des Klimakompressors. Das Kraftfahrzeug müsste daher mit größerer Elektromaschinenleistung ausgestattet werden, sobald mehrere Nebenantriebe gleichzeitig arbeiten.With an appropriate design of the electric motor, several auxiliary units can be driven simultaneously via clutches and belts or gears. In addition to air conditioning, z. B. the fan of the vehicle cooling system can be operated in the manner described. The drive power of the fan is in a similar power range as that of the air conditioning compressor. The motor vehicle would therefore have to be equipped with greater electrical machine power as soon as several power take-offs are working at the same time.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Verbrennungsmotor und/oder die Nebenaggregate, wie z.B. Elektromotor oder Klimakompressor, als gemeinsames Modul ausgeführt bzw. in einem gemeinsamen Modul angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, ein gesamtes Modul beispielsweise in Kraftfahrzeuge, nachzurüsten.In a further advantageous embodiment, the internal combustion engine and / or the auxiliary units, such as an electric motor or air conditioning compressor, are designed as a common module or are arranged in a common module. In this way it is possible to retrofit an entire module, for example in motor vehicles.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dient der Elektromotor auch als Anlasser für das Kraftfahrzeug und in einer weiteren Ausführungsform als Lichtmaschine für das Kraftfahrzeug.In a further advantageous embodiment, the electric motor also serves as a starter for the motor vehicle and, in a further embodiment, as an alternator for the motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auch auf ein Versorgungsmodul für ein Kraftfahrzeug gerichtet, wobei dieses Versorgungsmodul einen Elektromotor aufweist, sowie eine erste Kupplungseinrichtung, über welche der Elektromotor mit einer Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges mechanisch verbindbar und von diesem mechanisch antreibbar ist. Weiterhin weist das Modul eine zweite Kupplungseinrichtung auf, über welche der Elektromotor mit dem Nebenaggregat des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, wobei das Versorgungsmodul weiterhin einen Anschluss aufweist, um den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen. Auch bei diesem Versorgungsmodul ist vorgesehen, dass ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeuges mechanisch über den Elektromotor angetrieben wird. Die Energieversorgung des Elektromotors, beispielsweise in Stillstandsphasen des Fahrzeuges wird dabei wie oben erwähnt, wieder über eine weitere Stromquelle gesichert. The present invention is also directed to a supply module for a motor vehicle, this supply module having an electric motor and a first coupling device via which the electric motor can be mechanically connected to and mechanically driven by an output shaft of an internal combustion engine of the motor vehicle. Furthermore, the module has a second coupling device via which the electric motor can be connected to the auxiliary unit of the motor vehicle, the supply module furthermore having a connection in order to supply the electric motor with electrical energy. In this supply module, too, it is provided that an auxiliary unit of the motor vehicle is mechanically driven by the electric motor. The energy supply of the electric motor, for example when the vehicle is at a standstill, is secured again via a further power source, as mentioned above.
Vorzugsweise weist das Versorgungsmodul mehrere zweite Kupplungseinrichtungen auf, die unabhängig voneinander steuerbar sind.The supply module preferably has a plurality of second coupling devices which can be controlled independently of one another.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges gerichtet, wobei das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeuges und wenigstens ein zu- und abschaltbares Nebenaggregat aufweist. Weiterhin ist ein Elektromotor vorgesehen, der wenigstens zeitweise von einer Stromquelle mit elektrischer Energie versorgbar ist.The present invention is further directed to a method for operating a motor vehicle, the motor vehicle having an internal combustion engine for driving the motor vehicle and at least one auxiliary unit that can be switched on and off. Furthermore, an electric motor is provided which can be supplied with electrical energy at least temporarily from a power source.
Erfindungsgemäß wird das Nebenaggregat wenigstens zeitweise mechanisch von dem Elektromotor angetrieben. Weiterhin wird vorteilhaft das Nebenaggregat auch zeitweise mechanisch von dem Verbrennungsmotor angetrieben. Wie bei den weiteren bevorzugten Verfahren wird auch der Elektromotor wenigstens zeitweise von dem Verbrennungsmotor angetrieben. Auf diese Weise wird wieder erreicht, dass einerseits der Elektromotor sowohl als Motor als auch als Generator einsetzbar ist und dass andererseits das Nebenaggregat wahlweise von dem Verbrennungsmotor oder dem Elektromotor betreibbar ist. Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den beigefügten Figuren:
- Darin zeigen:
-
1 : ein Blockdiagramm einer Anordnung für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug; und -
2 : eine weitere schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Erfindung.
-
- Show in it:
-
1 : a block diagram of an arrangement for a motor vehicle according to the invention; and -
2 : Another schematic representation to illustrate the invention.
-
Der Elektromotor
Bei entsprechender Auslegung des Elektromotors können gleichzeitig weitere Nebenaggregate
Das Bezugszeichen
Um die Anfahrleistung des Verbrennungsmotors
In einem Schub- oder Bremsbetrieb ist es möglich, Energie zurückzugewinnen. Um den Kupplungsstoß bei Übergang in die Schubphase und damit einen Generatorbetrieb des Elektromotors zu vermeiden, kann der Elektromotor im Motorbetrieb auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors gebracht werden, wobei eine entsprechende Übersetzung hierzu zu berücksichtigen ist. Die Kupplung lässt sich nun im Idealfall bei der gleichen Drehzahl des Elektromotors
Mit einem entsprechend ausgelegten Elektromotor
Insbesondere kann der Einsatz eines leistungsfähigen Elektromotors den Verbrennungsmotor unterstützen und dazu beitragen, dass innere Reibungsverluste mit verringerten Kraftstoffeinsatz überwunden werden, in dem der Elektromotor
Darüber hinaus kann die Leistungslücke bei niedrigen Drehzahlen während des Anfahrens, welche beispielsweise durch die Turboladecharakteristik erzeugt wird, auf diese Weise indirekt überbrückt werden.In addition, the power gap at low speeds during start-up, which is generated, for example, by the turbocharging characteristic, can be bridged indirectly in this way.
Der Elektromotor
Durch den Einbau eines entsprechenden Elektromotors
Es wäre jedoch auch durch eine Informationsübertragung von Verkehrsleitsystemen eine Unterstützung möglich, um zu entscheiden, ob es sich lohnt, den Motor abzuschalten oder es energetisch sinnvoller ist, ihn weiterlaufen zu lassen, da ggf. gleich die Grünphase zu erwarten ist.However, information transfer from traffic control systems would also provide support to decide whether it is worthwhile to switch off the engine or whether it makes more sense in terms of energy to keep it running, since the green phase can be expected immediately.
Sofern die Anordnung des Elektromotors
Insbesondere wenn der Elektromotor hohe Leistungen im Bereich von einigen kW bis ca. 30 kW liefert, bietet sich zusätzlich die Realisierung eines Hochspannungsbordnetzes an, um den Verkabelungs- bzw. Schützaufwand im Vergleich zu einer 24V - Lösung gering zu halten. In diesem Falle sind auch weitere Funktionen, die über den Betrieb von elektrischen Nebenaggregaten hinausgehen, leichter realisierbar.In particular, if the electric motor delivers high outputs in the range of a few kW to approx. 30 kW, the implementation of a high-voltage on-board network is also advisable in order to keep the cabling and contactor costs low compared to a 24V solution. In this case, other functions that go beyond the operation of electrical auxiliary units can also be implemented more easily.
So kann beispielsweise eine 230V - Steckdose
Weiterhin wäre es auch möglich, das Fahrzeug während des Betriebs der Nebenaggregate von außen mit Drehstrom oder über eine 230V - Verbindung
Das Bezugszeichen
Das in
Das Nebenaggregat
Bei dem Nebenaggregatsystem
Wie oben erwähnt, können auch mehrere Nebenaggregate vorgesehen sein. Entsprechend ihrer Wichtigkeit werden dabei bevorzugt diesen Nebenaggregaten Prioritäten zugeordnet. So ist beispielsweise eine Lenkhilfpumpe zur Lenkunterstützung mit einer hohen Priorität versehen. Ein Druckluftkompressor
Das Bezugszeichen
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche der in der Anmeldung offenbarten Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander zu beanspruchen, sofern diese einzeln oder in Kombination neu gegenüber dem Stand der Technik sind.The applicant reserves the right to claim all of the features disclosed in the application individually or in combination with one another, provided that they are new to the state of the art, individually or in combination.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 33
-
Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 2Output shaft of the
internal combustion engine 2 - 44th
- ElektromotorElectric motor
- 55
- Antriebswelle des ElektromotorsDrive shaft of the electric motor
- 88th
- elektrische Stromquelleelectric power source
- 1010
- NebenaggregatAuxiliary unit
- 10a10a
- Kompressorcompressor
- 10b10b
- angetriebene Einrichtungpowered device
- 10c10c
- StellgliedActuator
- 1616
- erste Kupplungseinrichtungfirst coupling device
- 1818th
- zweite Kupplungseinrichtungsecond coupling device
- 2020th
- VersorgungsmodulSupply module
- 2626th
- Riemenbelt
- 2828
- Riemenbelt
- 3030th
- SteuereinrichtungControl device
- 3434
- Leitungmanagement
- 3535
- EnergiewandlerEnergy converter
- 3737
- Regler für StellgliedRegulator for actuator
- 3939
- weiterer Elektromotoranother electric motor
- 4040
- weiteres Nebenaggregatfurther ancillary unit
- 4242
- 24 V - Anschluss24 V connection
- 4444
- 230V - Verbindung230V connection
- 4747
- StromwandlerPower converter
- 4848
- 230V- Steck- oder 400V Drehstromdose230V socket or 400V three-phase socket
- 5252
- FeldbussystemField bus system
- 5656
- BypassfunktionBypass function
Claims (8)
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