DE102009042333A1

DE102009042333A1 - Motor mit System aus Riemen, Drehstromgenerator und Auflader

Info

Publication number: DE102009042333A1
Application number: DE102009042333A
Authority: DE
Inventors: Gregory P. Birmingham Prior
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2010-05-27
Also published as: US8151773B2; US20100071673A1

Abstract

Ein Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Leistungssystem aus Riemen, Drehstromgenerator und Auflader (BASC), das einen Verdrängerauflader mit zusammenwirkenden Rotoren, einen Riemenantrieb vom Verbrennungsmotor zum Auflader, einen Freilauf, der zulässt, dass der Auflader den Riemenantrieb überläuft, und einen Motor/Generator aufweist, der angeschlossen ist, um eine Batterie zu laden, wenn der Motor/Generator den Riemenantrieb überläuft. Das System ermöglicht einen elektrischen Schubbetrieb des Aufladers zur Erhöhung von Ladeluft und Leistung des Verbrennungsmotors bei niedrigen Verbrennungsmotordrehzahlen, um einige Störverluste elektrisch auszugleichen und die Leistung bei hohen Verbrennungsmotordrehzahlen zu erhöhen, die Trägheit des Aufladers zum Antrieb des Motors/Generators und zum Laden der Batterie bei Verzögerungen des Verbrennungsmotors zu nutzen, und Belastungen des Riemenantriebes elektrisch zu verringern, indem bei die Verbrennungsmotordrehzahl erhöhenden Herunterschaltvorgängen des Getriebes, Antriebsleistung für den Auflader ergänzt wird und somit durch Riemenschlupf verursachte "Zwitschergeräusche" minimiert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft Verdränger-Verdichter oder Verdrängerauflader wie die für Auflader von Kraftfahrzeugmotoren verwendeten Roots- oder Schraubenverdichter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gehört zum Stand der Technik, eine elektrische Unterstützung von Fahrzeugturboladern anzuwenden, indem ein Elektromotor zur schnellen Beschleunigung der Turboladerräder und zur Reduzierung der Aufladungsnacheilung während einer Beschleunigung des Fahrzeuges genutzt wird. Erwünscht ist es, dieses und andere Konzepte für Maschinen mit Verdrängungsprinzip, die zusammenwirkende Rotoren wie Roots-Rotoren oder Schraubenrotoren aufweisen, zur Aufladung von Verbrennungsmotoren anzuwenden. Eine solche als Kraftfahrzeugauflader verwendete Einrichtung kann ein Gehäuse mit einem Rotorhohlraum umfassen, in dem ein Paar von parallelen Rotoren mit verzahnten Nocken rotiert, um Luft, die in ein Ende des Gehäuses angesaugt und durch eine Öffnung in der Hohlraumwand in der Nähe eines gegenüber liegenden Endes des Gehäuses ausgelassen wird, zu pumpen oder zu verdichten. Die Rotoren können mit einem Riemenantrieb vom Motor durch eine Riemenscheibe, die mit dem Paar von Rotoren durch ein Zahnradgetriebe verbunden ist, versehen sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Leistungssystem für Verbrennungsmotoren einschließlich eines Verbrennungsmotors bereit, der in einem Fahrzeug installiert werden kann. Der Verbrennungsmotor kann einen Verdrängerauflader mit einem Gehäuse umfassen, das einen Rotorhohlraum bildet, in dem ein Paar von zusammenwirkenden oder verzahnten Rotoren im zeitlichen Verhältnis rotiert, um Luft von einem Einlass zu einem Auslass zu pumpen. Ein Riemenantrieb verbindet einen Ausgang des Verbrennungsmotors mit einem Eingang des Aufladers. Der Riemenantrieb enthält einen Freilauf, der es dem Auflader ermöglicht, über den Riemenantrieb hinweg zu laufen bzw. diesen zu überlaufen. Mit dem Aufladereingang verbunden ist ein Elektromotor zum Steuern des Aufladers bei Überlaufgeschwindigkeiten, die die Geschwindigkeit des Riemenantriebes überschreiten.
Der Elektromotor kann ein Motor/Generator sein, der angeschlossen ist, um eine Batterie zu laden und durch diese angetrieben zu werden, um den Auflader bei Überlaufgeschwindigkeiten zu betreiben. Bei einer Verlangsamung von Verbrennungsmotor oder Fahrzeug kann die rotatorische Trägheit der Aufladerrotoren und des Motors/Generators zeitweilig den Auflader und Motor bei Überlaufgeschwindigkeiten, die die Riemenantriebsgeschwindigkeit überschreiten, antreiben und es ermöglichen, dass die zu hohe Trägheit zum Laden der Batterie verwendet wird.
Bei niedrigen Verbrennungsmotordrehzahlen kann der Motor den Auflader bei Überlaufgeschwindigkeiten zur Erhöhung des Ladeluftdruckes für den Verbrennungsmotor steuern, um dessen Drehmoment und Leistung zu erhöhen. Bei hohen Verbrennungsmotordrehzahlen kann der Motor die Leistung des Riemenantriebes ergänzen, was es ermöglicht, dass die ver ringerte Belastung auf den Riemenantrieb das Drehmoment und die Leistung des Verbrennungsmotors erhöht.
Bei Herunterschaltvorgängen des Getriebes kann der Motor bei Erhöhung der Verbrennungsmotordrehzahl ein Drehmoment aufbringen, um einige Belastungsspitzen des Antriebsriemens aufzunehmen und das zeitweilige Rutschen des Riemens und ein damit verbundenes unerwünschtes „Zwitschergeräusch” auszuschließen.
Zwischen dem Auflader und dem Freilauf kann eine Antriebskupplung geschaltet sein, um auf Wunsch den Auflader von dem Leistungssystem zu trennen.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bestimmter spezifischer Ausführungsformen der Erfindung besser verständlich, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist die bildhafte Teilansicht eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor, an dem ein Auflader angebracht ist und der mit anderen dazugehörigen Bauteilen verbunden ist;
2 ist eine bildhafte Ansicht von drehbaren Bauteilen eines Leistungssystems aus Riemen, Drehstromgenerator und Auflader der Erfindung wie sie mit dem Fahrzeugmotor von 1 kombiniert sind; und
3 ist eine der 2 ähnliche Ansicht, die jedoch eine Aufladerantriebskupplung in der Antriebswelle zwischen dem Auflader und dem Freilauf der Riemenantriebsscheibe enthält.
BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit ausführlichem Bezug zuerst auf 1 der Zeichnungen gibt das Bezugszeichen 10 allgemein einen Teil eines Kraftfahrzeugs mit einem Motorraum 12 an, der einen Verbrennungsmotor 14 enthält. An dem Verbrennungsmotor 14 ist ein erfindungsgemäßer Verdränger-Drehkolbenverdichter oder Auflader 16 montiert. Der Auflader 16 ist mit einem Verbrennungsmotoreinlasskrümmer 18 verbunden, um Ladeluft in die nicht dargestellten Verbrennungsmotorzylinder zu pumpen. Der Verbrennungsmotor ist mit einem Getriebe 20 verbunden, um die Verbrennungsmotordrehzahl relativ zu der Fahrzeuggeschwindigkeit in herkömmlicher Weise zu ändern, wenn durch verschiedene Übersetzungsverhältnisse des Getriebes geschaltet wird. Im Motorraum 12 oder an einer anderen geeigneten Stelle ist eine Batterie 22 eingebaut, um elektrische Leistung zur Steuerung von Verbrennungsmotor und Fahrzeug bereitzustellen.
2 der Zeichnungen veranschaulicht eine erste Ausführungsform der Erfindung, die für verschiedene Betriebsarten geeignet ist. Damit die Arbeitsweise klar verständlich wird, werden zuerst die verschiedenen in 2 dargestellten Bauteile erläutert.
Die Abbildung zeigt den Verbrennungsmotor 14 mit einem erfindungsgemäßen System 24 aus Riemen, Drehstromgenerator und Auflader. Das System umfasst einen als Roots-Gebläse dargestellten Auflader 16, obwohl auf Wunsch innerhalb des Umfangs der Erfindung ein Schraubenverdich ter verwendet werden könnte. Der Auflader 16 umfasst ein Rotorgehäuse 26 mit einem inneren Rotorhohlraum 28. Eine nicht dargestellte Einlassöffnung steht über ein Einlassende 30 des Hohlraums 28 mit einer nicht dargestellten Einlassluftquelle in Verbindung. Eine Auslassöffnung 31 steht über ein Auslassende 32 des Hohlraums 28 mit dem Verbrennungsmotoreinlasskrümmer 28 in Verbindung.
Innerhalb des Hohlraums 28 ist ein Paar von Aufladerrotoren 34, 36 mit zusammenwirkenden Teilen 38, 40 drehbar eingebaut, um Luft von dem Einlassende zu dem Auslassende zu pumpen. Die Rotoren und ihre Nocken oder zusammenwirkenden Teile 38, 40 sind relativ lang und können eine erhebliche Trägheit entwickeln, wenn sie sich im Gehäuse 26 mit hoher Geschwindigkeit drehen. Die Gleichlaufzahnräder 42, 44 halten eine gewünschte Beziehung der Rotationsgeschwindigkeiten der zusammenwirkenden Rotoren 34, 36 aufrecht.
Die Rotoren können vom Typ eines Roots-Schraubenverdichters sein, obwohl auf Wunsch ein Schraubenverdichterlader mit Luftverdichter-Schraubenrotoren verwendet werden könnte.
In 2 und 3 ist ein Ausgang des Verbrennungsmotors durch eine Motorkurbelwelle 46 dargestellt. An der Kurbelwelle ist eine Antriebsriemenscheibe 48 angebracht, die durch einen Antriebsriemen 50 mit einer Abtriebsscheibe 52, die auf einer mit einem Gleichlaufzahnrad 42 des Aufladers 16 verbundenen Aufladerantriebswelle 54 sitzt, steuerbar verbunden ist. Eine Spannrolle 56 hält die Spannung des Riemens 50 auf der Antriebsriemenscheibe 48 und der Abtriebsriemenscheibe 52 aufrecht. Ein Motor/Generator 58 ist an einem körperfernen Ende der Aufladerantriebswelle 54 steuerbar verbunden. Die Abtriebsriemenscheibe 52 umfasst einen Freilauf 60, der so ausgerichtet ist, um zu ermöglichen, den Auflader 16 und den Motor/Generator 58 mit einer Überlaufgeschwindigkeit anzutreiben, die größer ist als die Rotationsgeschwindigkeit der Abtriebsriemenscheibe 52 des Riemenantriebs 62.
Der Riemenantrieb 62 umfasst die Antriebsriemenscheibe 48, den Antriebsriemen 50, die Abtriebsriemenscheibe 52, die Spannrolle 56 und den Freilauf 60 in der Abtriebsriemenscheibe 52. Wenn der Verbrennungsmotor läuft, dreht der Riemenantrieb gleichmäßig die Aufladerantriebswelle 54, die den Auflader 16 und den Motor/Generator 58 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die eine Funktion der Motordrehzahl ist, antreibt. Jedoch kann der Motor/Generator 58 betrieben werden, um den Auflader mit einer Überlaufgeschwindigkeit anzutreiben, die größer ist als die durch den Riemenantrieb bewirkte, wenn die Motorleistung ausreichend ist. Außerdem kann bei einer Verlangsamung des Verbrennungsmotors die Trägheit der Aufladerrotoren und des Motors/Generators genutzt werden, um den Motor/Generator schneller als den Riemenantrieb anzutreiben und so elektrische Leistung zum Laden der Batterie zu erzeugen, wie es anschließend ausführlicher beschrieben wird.
Die Ausführungsform von 3 enthält alle oben beschriebenen Bauteile und umfasst zusätzlich eine Aufladerantriebskupplung 64, welche die Antriebswelle 58 zwischen dem Auflader 16 und der Antriebsriemenscheibe 48 trennt, die den Freilauf trägt. Dies ermöglicht auf Wunsch die Trennung des Aufladers vom BASC Antriebssystem 24, so dass der Auflader nicht funktionswirksam ist.
Mit Bezug jetzt auf die einzelnen 2, 3 werden nun die verschiedenen Betriebsarten und ihre Vorteile erörtert.
2 veranschaulicht die grundlegende Anordnung des Systems 24 aus Riemen, Drehstromgenerator, Auflader (BASC), die in und an dem Verbrennungsmotor 14 getragen werden. Das System 24 ist außerdem mit der Fahrzeugbatterie 22 verbunden, die durch das System geladen wird und an welches sie elektrische Leistung abgibt. Das Herunterschalten des Fahrzeuggetriebes 20 hat auch eine Wirkung auf das BASC System 24, wie anschließend erörtert wird. Der Auflader wird bei laufendem Verbrennungsmotor jederzeit angetrieben, jedoch in einer Bypass-Betriebsart mit einem geringen Störverlust betrieben, wenn eine Aufladung der Ansaugladeluft des Verbrennungsmotors nicht erwünscht ist.
Beim Fahren mit gleichmäßiger Geschwindigkeit treibt der Riemenantrieb 62 den Auflader 16 und den Motor/Generator 58 durch die an der Kurbelwelle 46 angebrachte Antriebsriemenscheibe 48, den Antriebsriemen 50, die Abtriebsriemenscheibe 52 und den mit der Aufladerantriebswelle 54 verriegelten Freilauf 60 an, um ebenfalls die Batterie zu laden. In einigen Zuständen kann der Motor/Generator 58 jedoch den Auflader 16 bei Überlaufgeschwindigkeiten über der Riemenantriebsgeschwindigkeit, etwa geringen Verbrennungsmotordrehzahlen, antreiben. Auch bei hohen Verbrennungsmotordrehzahlen kann die Trägheit von Auflader 16 und Motor/Generator den Motor/Generator 58 bei Überlaufgeschwindigkeiten durch den gelösten Freilauf 60 antreiben, um die Batterie 22 bei einer Verlangsamung des Verbrennungsmotors 14 zu laden.
Eine erste Betriebsart des BASC Systems 24 umfasst den Teillast- und Fahrbetrieb des Fahrzeugverbrennungsmotors 14 bei gleichmäßiger Geschwindigkeit. Der Auflader 16 und der Motor/Generator 58 werden vom Riemenantrieb 62 durch den verriegelten Freilauf 60 mit einer durch die Verbrennungsmotordrehzahl bestimmten Geschwindigkeit gedreht. Der Auflader 16 kann in der Bypass-Betriebsart arbeiten, um Störverlust zu minimieren. Der Motor/Generator 58 kann die Batterie 22 aufladen oder, wenn die Batterie völlig geladen ist, frei laufen.
Eine erste alternative Betriebsart umfasst den Betrieb des Verbrennungsmotors 14 bei niedriger Drehzahl und ganz geöffneter Drosselklappe bei schneller Beschleunigung des Fahrzeuges. Der durch die Batterie 22 betriebene Motor/Generator 58 treibt den Auflader 16 mit einer die Geschwindigkeit des Riemenantriebes überschreitenden Überlaufgeschwindigkeit an, um eine maximale Verstärkung des Ansaugluftdruckes des Verbrennungsmotors zu bewirken. Der Freilauf 60 ist gelöst, und der Riemenantrieb 62 läuft bei einer niedrigeren Verbrennungsmotordrehzahl frei.
Eine zweite alternative Betriebsart umfasst den Betrieb des Verbrennungsmotors 14 bei hoher Drehzahl und ganz geöffneter Drosselklappe. Der Riemenantrieb 62 ist die primäre Leistungsquelle zum Antrieb des Aufladers 16 mit einer hohen Geschwindigkeit im Verhältnis zur Verbrennungsmotordrehzahl. Somit wird der Freilauf 60 verriegelt. Der Motor/Generator 58 kann den Auflader 16 nicht schneller als den Riemenantrieb bei hoher Geschwindigkeit antreiben, jedoch kann er die Belastung auf den Riemenantrieb 62 reduzieren, indem er ein Drehmoment zur Antriebswelle 54 hinzufügt, einen Teil der Antriebslast des Aufladers aufnimmt und den Störverlust am Riemenantrieb 62 reduziert. Die Reduzierung der Belastung am Riemenantrieb 62 kann es zulassen, dass der Riemenantrieb die Drehzahl des Aufladers leicht erhöht, womit der verfügbare Ladeluftstrom zum Verbrennungsmotor 14 größer und eine erhöhte Verbrennungsmotorleistung während einer Beschleunigung bewirkt wird.
Eine dritte alternative Betriebsart des BASC Systems 24 kann bei einer Verlangsamung des Verbrennungsmotors eintreten. Falls die Verlangsamung allmählich erfolgt und die Trägheit des Aufladers 16 durch Geschwindigkeitsabnahme des Aufladers 16 verbraucht ist, während die Verbrennungsmotorträgheit den Verbrennungsmotor 14 verlangsamt, dann wird der Auflader 16 die Geschwindigkeit des Riemenantriebes 62 nicht überlaufen, und der Freilauf 60 wird verriegelt bleiben, so dass sich der Auflader 16 und der Verbrennungsmotor 14 bei entsprechenden Geschwindigkeiten gemeinsam verlangsamen.
Falls eine Verlangsamung des Verbrennungsmotors 14 jedoch zum Beispiel aufgrund von störenden Verbrennungsmotorbremskräften schnell ist, wird die hohe Trägheit der Aufladerrotoren 34, 36 und des Motors/Generators 58 bewirken, dass die Aufladerrotoren und die Motor/Generator der Geschwindigkeit des Riemenantriebs überlaufen, wodurch der Freilauf 60 gelöst wird. Dies wird es zulassen, dass der Motor/Generator 58 zusätzlichen elektrischen Strom zum Laden der Batterie 22 erzeugt, bis die Überlaufgeschwindigkeit des Aufladers auf die Geschwindigkeit des Riemenantriebs abfällt. Dann wird das Batterieladen wieder durch den Riemenantrieb 62 ohne weitere elektrische Regeneration betrieben. Somit erlaubt das BASC System 24, dass die Trägheit von Auflader 16 und Motor/Generator 58 jedes Mal ein zusätzliches Batterieladen bewirkt, wenn die Drosselklappe schnell geschlossen wird und die Aufladergeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Riemenantriebes überläuft.
Eine vierte alternative Betriebsart des BASC Systems 24 kann bei Herunterschaltvorgängen des Fahrzeuggetriebes 20 eingeleitet werden, welche augenblickliche schnelle Erhöhungen der Verbrennungsmotordrehzahl bewirken. Die schnellen Drehzahlerhöhungen führen zu hohen Belastungen am Riemenantrieb 62, der versucht, den Auflader 16 und den Mo tor/ Generator 58 mit einer Zunahme im gleichen prozentualen Verhältnis wie die Zunahme der Verbrennungsmotordrehzahl zu beschleunigen. Das Ergebnis kann sein, dass der Antriebsriemen 50 auf der Riemenscheibe 48 oder 52 leicht rutscht, was ein Quietschen oder „Zwitschern” verursacht, das für einen Fahrzeugführer wahrnehmbar ist. Dies wird überwunden, indem mit dem Motor/Generator ein Drehmoment aufgebracht wird, um die Belastungszunahme oder Spitze auf den Riemenantrieb 62, immer wenn eine Belastungsspitze auftritt, zu reduzieren, und dadurch das Rutschen des Riemens und das unerwünschte „Zwitschergeräusch” zu vermeiden.
3 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Antriebskupplung 64 in der Antriebswelle 54 zwischen dem Auflader 16 und der Abtriebsriemenscheibe 52 vorgesehen ist. Die Antriebskupplung 64 erlaubt die Trennung des Aufladers von dem Riemenantrieb 62, immer wenn es durch die Bedienperson erwünscht ist. Dies hat den Vorteil, die Störlast des umgangenen Aufladers 16 von der Belastung auf den Antriebsriemen 62 wegzunehmen, immer wenn eine Aufladung nicht benötigt wird.
Außerdem weisen viele gegenwärtige Aufladerantriebskupplungen Belastungsgrenzen auf, die ein Zuschalten des Aufladers verhindern, sofern die Verbrennungsmotordrehzahl nicht aufgrund von Rotorträgheit und Rotorkompression deutlich niedrig ist. Dies behindert die gewünschte Verwendung eines Aufladers bei Bedarf und leitet folglich eine Funktionseinschränkung ein, die gelegentlich zu unerwünschten Störverlusten beim Fahren mit geringer Belastung und hoher Geschwindigkeit führt. Bei einer Verwendung des Motors/Generators zur Unterstützung bei Zuschaltung der Aufladerkupplung 64 wäre eine Zuschaltung mit höherer Geschwin digkeit möglich, was zu geringeren Verlusten beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit führt und den Kraftstoffverbrauch verbessert.
Während die Erfindung durch Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, soll verständlich werden, dass zahlreiche Änderungen innerhalb von Geist und Umfang der beschriebenen erfinderischen Konzepte vorgenommen werden könnten. Folglich ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie den durch die Sprache der folgenden Patentansprüche erlaubten vollen Umfang besitzt.

10: Kraftfahrzeug
12: Motorraum
14: Verbrennungsmotor
16: Auflader
18: Ansaugkrümmer
20: Fahrzeuggetriebe
22: Batterie
24: BASC System (Riemen, Drehstromgenerator, Auflader)
26: Rotorgehäuse
28: Rotorhohlraum
30: Einlassende (Hohlraum)
31: Auslassöffnung
32: Auslassende (Hohlraum)
34: Aufladerrotor
36: Aufladerrotor
38: zusammenwirkender Teil
40: zusammenwirkender Teil
42: Gleichlaufzahnrad
44: Gleichlaufzahnrad
46: Motorkurbelwelle
48: Antriebsriemenscheibe
50: Antriebsriemen
52: Abtriebsriemenscheibe
54: Aufladerantriebswelle
56: Spannrolle
58: Motor/Generator
60: Freilauf
62: Riemenantrieb
64: Aufladerantriebskupplung

Claims

Verbrennungsmotor-Leistungssystem, umfassend: einen Verbrennungsmotor; einen an dem Verbrennungsmotor angebrachten Verdrängerauflader zur Bereitstellung von druckbeaufschlagter Ladeluft für den Motor; einen Riemenantrieb, der einen Ausgang des Motors mit einem Eingang des Aufladers zum Antrieb des Aufladers verbindet, wobei der Riemenantrieb einen Freilauf umfasst, der es ermöglicht, dass der Auflader den Riemenantrieb überläuft; und einen mit dem Aufladereingang verbundenen Elektromotor zur Reduzierung der Riemenantriebsbelastung oder zum Antrieb des Aufladers bei die Riemenantriebsgeschwindigkeit überschreitenden Überlaufgeschwindigkeiten.
System nach Anspruch 1, bei dem der Elektromotor ein Motor/Generator ist, der angeschlossen ist, um eine Batterie zu laden und um durch die Batterie zum Betrieb des Aufladers bei Überlaufgeschwindigkeiten angetrieben zu werden.
System nach Anspruch 2, bei dem eine rotatorische Trägheit des Aufladers und von zugeordneten Bauteilen ausreichend ist, um den Riemenantrieb zu überzulaufen, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl kleiner wird, wodurch eine Verwendung von überschüssiger Trägheit zum Laden der Batterie ermöglicht wird.
System nach Anspruch 2, bei dem der Motor bei niedriger Verbrennungsmotordrehzahl den Auflader mit Überlaufgeschwindigkeiten antreiben kann, um den Ladeluftdruck für den Verbrennungsmotor zur Steigerung der Verbrennungsmotorleistung zu erhöhen.
System nach Anspruch 2, bei dem der Riemenantrieb einen Riemen umfasst, der zwischen einer am Verbrennungsmotorausgang angebrachten Antriebsriemenscheibe und einer am Aufladereingang angebrachten Abtriebsriemenscheibe verbunden ist.
System nach Anspruch 2, bei dem der Verbrennungsmotorausgang eine Motorkurbelwelle und der Aufladereingang eine Aufladerantriebswelle ist.
System nach Anspruch 2, umfassend eine zwischen dem Aufladereingang und dem Freilauf verbundene Antriebskupplung, um auf Wunsch den Auflader von dem Leistungssystem zu trennen.
Leistungssystem aus Riemen, Drehstromgenerator und Auflader für den Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges, wobei das System umfasst: einen an dem Verbrennungsmotor montierten Verdrängerauflader zur Bereitstellung von druckbeaufschlagter Ladeluft für den Verbrennungsmotor; einen Riemenantrieb, der einen Ausgang des Verbrennungsmotors mit einem Eingang des Aufladers verbindet, um den Auflader anzutreiben, wobei der Riemenantrieb einen Freilauf umfasst, der es ermöglicht, dass der Auflader den Riemenantrieb überläuft; und einen mit dem Aufladereingang verbundenen Elektromotor zum Antrieb des Aufladers bei die Riemenantriebsgeschwindigkeit überschreitenden Überlaufgeschwindigkeiten.
System nach Anspruch 8, bei dem der Auflader umfasst: ein Gehäuse, das eine Rotorkammer bildet, die ein Paar von zusammenwirkenden Rotoren einschließt, die darin zur zeitlich abgestimmten Rotation verbunden sind.
System nach Anspruch 9, bei dem der Riemenantrieb einen Riemen umfasst, der zwischen einer am Verbrennungsmotorausgang angebrachten Antriebsriemenscheibe und einer am Aufladereingang angebrachten Abtriebsriemenscheibe verbunden ist.
System nach Anspruch 10, bei dem der Elektromotor ein Motor/Generator ist, der angeschlossen ist, um eine Batterie zu laden und um durch die Batterie zum Betrieb des Aufladers bei Überlaufgeschwindigkeiten angetrieben zu werden.
System nach Anspruch 11, bei dem eine rotatorische Trägheit des Aufladers und von zugeordneten Bauteilen ausreichend ist, um den Riemenantrieb zu überzulaufen, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl abnimmt, wodurch überschüssige Trägheit zum Laden der Batterie genutzt wird.
System nach Anspruch 12, umfassend eine zwischen dem Aufladereingang und dem Freilauf verbundene Antriebskupplung, um auf Wunsch den Auflader von dem Leistungssystem zu trennen.
Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei der Verbrennungsmotor ein System aus Riemen, Drehstromgenerator und Auflader mit einem Riemenantrieb zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Auflader, einem Motor/Generatorantrieb, um den Auflader batteriegespeist unabhängig anzutreiben, einem Freilauf, der es zulässt, dass der Motor den Auflader mit die Riemengeschwindigkeit überschreitenden Geschwindigkeiten antreibt, und mit einer Trägheit des Aufladers und von zugeordneten Bauteilen, um den Motor/Generator bei niedrigen Verbrennungsmotordrehzahlen oder während einer Verlangsamung des Aufladers anzutreiben, umfasst, wobei das Verfahren zumindest eine der folgenden vier Betriebsarten aufweist: (1) bei niedrigen Verbrennungsmotordrehzahlen, Antreiben des Aufladers mit dem Motor/Generator zur Erhöhung des Ladeluftdruckes für ein erhöhtes Verbrennungsmotordrehmoment; (2) bei hohen Verbrennungsmotordrehzahlen, Ergänzen von Leistung aus dem Motor/Generator für den Riemenantrieb, wodurch Störverluste des Aufladers ausgeglichen werden und das sich ergebende Verbrennungsmotordrehmoment erhöht wird; (3) bei einer Verlangsamung des Fahrzeugs mit verringerter Verbrennungsmotorleistung, Antreiben des Motors/Generators mit der Trägheit der überlaufenden Aufladerrotoren und des Motors/Generators selbst, um zeitweilig elektrische Energie zum Laden der Batterie bereitzustellen; und (4) bei Herunterschaltvorgängen des Getriebes des Fahrzeugs, Herbeiführen einer erhöhten Verbrennungsmotordrehzahl, Aufbringen von zeitweiliger Leistung des Motors/Generators zur Unterstützung einer Aufladerbeschleunigung und zur Verringerung des Schlupfes des Riemenantriebs, um unerwünschte „Zwitschergeräusche” auszuschließen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren aus Betriebsart (1) besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren aus Betriebsart (2) besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren aus Betriebsart (3) besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren aus Betriebsart (4) besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren aus Betriebsart (1) und/oder (2) besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren aus Betriebsart (3) und/oder (4) besteht.