DE19904594A1 - Road vehicle - Google Patents

Road vehicle

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DE19904594A1 DE1999104594 DE19904594A DE19904594A1 DE 19904594 A1 DE19904594 A1 DE 19904594A1 DE 1999104594 DE1999104594 DE 1999104594 DE 19904594 A DE19904594 A DE 19904594A DE 19904594 A1 DE19904594 A1 DE 19904594A1
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    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units

Abstract

The on-road vehicle is provided with a combustion engine which is provided with an air inlet channel. An air filter is inserted in said air inlet channel. The vehicle also comprises an electric motor which can also serve as a generator or which is provided with a generator. The air inlet channel is separated into two sections (4, 5). The first section (4) connects the air filter (3) to the electric motor or generator (2) and the second section (5) is used for supplying air to the combustion engine (1), whereby the air was filtered in the air filter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Straßenfahr­ zeug, mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer Luftansau­ gleitung versehen ist, in die ein Luftfilter eingesetzt ist und mit einem Elektromotor, der entweder als Generator schaltbar ist oder dem ein Generator zugeordnet ist.The present invention relates to road driving stuff, with an internal combustion engine, with an air intake is provided slide in which an air filter is inserted and with an electric motor that acts as either a generator is switchable or to which a generator is assigned.

Straßenfahrzeuge, die sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor aufweisen werden üblicherweise als Hybridfahrzeuge bezeichnet, die wahlweise vom Verbren­ nungsmotor oder dem Elektromotor oder auch von beiden an­ treibbar sind. Der Elektromotor kommt insbesondere als An­ trieb bzw. zur Fortbewegung des Hybridfahrzeuges zum Ein­ satz, wenn ein Schadstoffausstoß vermieden werden soll. Dies ist insbesondere in Fabrikhallen und in Gemeinden bzw. Städten bei Smoggefahr erwünscht. In manchen Gemeinden sind sogar ganze Bereiche nur noch für Elektrofahrzeuge zugelas­ sen.Road vehicles that both have an internal combustion engine as well as an electric motor are usually referred to as hybrid vehicles, which either from burning voltage motor or the electric motor or both are drivable. The electric motor is particularly popular drove or to move the hybrid vehicle on sentence if pollutant emissions are to be avoided. This is particularly the case in factory buildings and in communities or Cities desired if there is a risk of smog. In some communities even entire areas are only approved for electric vehicles sen.

Das Problem von Elektrofahrzeugen ist die Reichweite, begrenzt durch die Kapazität der Batterie. Aus diesem Grund ist bei den sogenannten Serien-Hybridfahrzeugen der Ver­ brennungsmotor ausschließlich zum Antrieb eines Generators zum Aufladen der Batterie vorgesehen, ohne daß der Verbren­ nungsmotor zum direkten rein mechanischen Antrieb des Fahr­ zeuges eingesetzt werden kann. Hierdurch wird die Reichwei­ te des Fahrzeugs vergrößert.The problem with electric vehicles is the range, limited by the capacity of the battery. For this reason is the Ver in the so-called series hybrid vehicles internal combustion engine exclusively for driving a generator provided for charging the battery without burning motor for direct, purely mechanical driving Stuff can be used. This will make the Reichwei te of the vehicle enlarged.

Bei Parallel-Hybridfahrzeugen erfolgt die Ladung der Batterie über den Elektromotor, der beim Antrieb des Fahr­ zeugs mit dem Verbrennungsmotor als Generator schaltbar ist. Ein Nachteil des Parallel-Hybridfahrzeuges ist insbe­ sondere die verhältnismäßig geringe Batterie-Kapazität, da ein großer Teil des in einem Fahrzeug zur Verfügung stehen­ den Raumes und Eigengewichtes bereits durch den verhältnis­ mäßig großen Verbrennungsmotor beansprucht wird, der zur Fortbewegung des Hybridfahrzeuges vorgesehen ist. Ein Par­ allel-Hybridfahrzeug ist also ein Fahrzeug, das ggf. über kürzere Strecken bis ca. 100 km als Elektrofahrzeug fungie­ ren kann, ansonsten aber als Fahrzeug mit Verbrennungsmotor konzipiert ist und überwiegend auch mit diesem eingesetzt wird.In parallel hybrid vehicles, the Battery via the electric motor that drives the drive switchable with the internal combustion engine as a generator  is. A disadvantage of the parallel hybrid vehicle is in particular especially the relatively low battery capacity, because a lot of that is available in a vehicle the space and weight itself through the relationship moderately large internal combustion engine is claimed, which for Locomotion of the hybrid vehicle is provided. A par Allelic hybrid vehicle is therefore a vehicle that may have shorter distances up to approx. 100 km as an electric vehicle fungie can, but otherwise as a vehicle with an internal combustion engine is designed and mainly used with this becomes.

Daneben gibt es noch Hybridfahrzeuge, die neben dem Elektromotor noch einen eigenständigen Generator aufweisen, der also vom Elektromotor verschieden ist, jedoch diesem zugeordnet ist. Dieser eigenständige Generator ist opti­ miert zur Stromerzeugung und üblicherweise nicht vorgesehen zum Einsatz als Elektromotor, sondern dient ausschließlich zum Aufladen der Batterie. Der Generator wird hierzu entwe­ der vom Verbrennungsmotor oder zumindest einem Modul des Verbrennungsmotors angetrieben. Damit besteht die Möglich­ keit, die Batterie, die zur Speisung des Elektromotors dient, über den Generator mit dem Verbrennungsmotor oder zumindest dem Modul des Verbrennungsmotors zusätzlich zu laden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn beim Lade­ vorgang der Batterie durch den Generator der Verbrennungs­ motor oder dessen Modul nicht zur Fortbewegung des Straßen­ fahrzeuges eingesetzt wird. Dazu ist eine Anordnung zur Trennung des Verbrennungsmotors oder dessen Modul, das zum Antrieb des Generators dient, von der Fortbewegung erfor­ derlich, z. B. eine mechanische Trennung vom Antrieb. Diese Trennung kann mittels einer Kupplung erfolgen, die zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor angeordnet ist. There are also hybrid vehicles that are next to the Electric motor still have an independent generator, which is different from the electric motor, but this one assigned. This independent generator is opti Miert for electricity generation and usually not provided for use as an electric motor, but only serves to charge the battery. The generator will either escape that of the internal combustion engine or at least one module of the Internal combustion engine driven. So there is the possibility speed, the battery that powers the electric motor serves, via the generator with the internal combustion engine or at least the module of the internal combustion engine in addition to load. This is particularly advantageous when loading operation of the battery by the generator of combustion motor or its module not for moving the road vehicle is used. There is an arrangement for Separation of the internal combustion engine or its module, which for The drive of the generator is used by locomotion derlich, z. B. a mechanical separation from the drive. This Separation can be done by means of a coupling between Internal combustion engine and electric motor is arranged.  

Ein serienmäßiges Hybridfahrzeug mit einem Generator, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und mit einer Batterie ist aus der DE A 195 23 985 bekannt. Dieses Hybridfahrzeug weist ferner eine Steuervorrichtung auf für einen Verbrennungsmotor und einen Generator, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird; eine Batterie wird da­ bei durch das Ausgangssignal des Generators geladen und ist mit einem Antriebswechselrichter zum Anlegen der Energie an einen Elektromotor entsprechend dem Betätigungszustand ei­ nes Fahrpedals verbunden.A standard hybrid vehicle with a generator, which is powered by an internal combustion engine and with a battery is known from DE A 195 23 985. This Hybrid vehicle also has a control device for an internal combustion engine and a generator by the Internal combustion engine is driven; a battery is there at loaded by the output signal of the generator and is with a drive inverter to apply the energy an electric motor according to the operating state ei accelerator pedal connected.

Die Generatoren, bzw. die als Generatoren schaltbaren Elektromotoren in derartigen Fahrzeugen, werden dabei di­ rekt oder indirekt mit der Umgebungsluft gekühlt. Durch­ strömt dabei die Umgebungsluft den Generator, d. h. erfolgt eine Durchzugsbelüftung, so ist die Wärmeabfuhr günstiger als bei reiner Oberflächenkühlung.The generators, or those that can be switched as generators Electric motors in such vehicles are di cooled directly or indirectly with the ambient air. By the ambient air flows the generator, d. H. he follows a draft ventilation, so the heat dissipation is cheaper than with pure surface cooling.

Insbesondere bei Generatoren, die Permanentmagneten aufweisen, ist jedoch eine Durchzugsbelüftung wegen der Verschmutzung im allgemeinen und insbesondere wegen Ver­ schmutzung der Magnetteile im Besonderen schwierig. Wird in den Einlaß der Durchzugsbelüftung ein Luftfilter einge­ setzt, so bedeutet dies einen Zusatzaufwand.Especially with generators, the permanent magnets have, however, is a ventilation through the Pollution in general and especially because of ver it is particularly difficult to get the magnetic parts dirty. Is in an air filter is inserted into the draft ventilation inlet sets, this means an additional effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Straßenfahrzeug mit einem Generator bzw. einem als Generator schaltbaren Elek­ tromotor dahingehend auszugestalten, daß ohne Zusatzaufwand eine wirksame Durchzugsbelüftung bzw. Innenkühlung des Ge­ nerators erfolgt, ohne daß eine Gefahr der Verschmutzung besteht. The object of the invention is to have a road vehicle a generator or a switchable as a generator tromotor to design that without additional effort effective draft ventilation or internal cooling of the Ge nerators is done without any risk of pollution consists.  

Ausgehend von einem Straßenfahrzeug der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Unteranspruch beschrieben.Starting from a road vehicle closer to the beginning mentioned type the solution to this problem takes place with the in characterizing part of claim 1 specified features; an advantageous embodiment is in the subclaim described.

Die Erfindung sieht also vor, daß die in einem derar­ tigen Straßenfahrzeug vorhandene Luftansaugleitung zum Ver­ brennungsmotor, in die in herkömmlicher Weise ein Luftfil­ ter eingesetzt ist, bzw. an deren Eingang angeordnet ist, in zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei der erste Ab­ schnitt das Luftfilter mit dem Generator verbindet und der zweite Abschnitt zur Zuführung von im Luftfilter gefilter­ ter Luft an den Verbrennungsmotor vorgesehen ist.The invention therefore provides that the derar existing road vehicle air intake pipe for ver internal combustion engine, in the conventional way an air fil ter is used, or is arranged at the entrance, is divided into two sections, the first Ab cut the air filter connects to the generator and the second section for feeding in the air filter ter air is provided to the internal combustion engine.

Die Innenkühlung des Generators erfolgt also mit der bereits gefilterten Ansaugluft für den Verbrennungsmotor, wodurch jegliche Art von Verschmutzung vermieden wird. Für den Fall, daß der Luftstrom zur Kühlung des Generators nicht ausreicht, wird vorteilhafterweise in den ersten Ab­ schnitt der Ansaugleitung ein Abzweig mit einem Ventilator eingesetzt, der einen erhöhten Luftstrom dem Generator zu­ führt.The internal cooling of the generator takes place with the already filtered intake air for the internal combustion engine, thereby avoiding any kind of pollution. For the case that the air flow to cool the generator is not sufficient, is advantageously in the first Ab cut the intake manifold with a fan used the increased airflow to the generator leads.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführung der Anordnung und Fig. 1 shows a first embodiment of the arrangement and

Fig. 2 eine zweite Ausführung. Fig. 2 shows a second embodiment.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Verbrennungsmotor bezeichnet, mit 2 ein Generator bzw. ein als Generator schaltbarer Elektromotor und mit 3 ein Luftfilter, das bei herkömmli­ chen Fahrzeugen, wie es durch die gestrichelte Linie ange­ deutet ist, dazu dient, den Verbrennungsmotor 1 mit Ver­ brennungsluft zu versorgen.In Fig. 1, 1 denotes an internal combustion engine, 2 a generator or a switchable electric motor as a generator, and 3 an air filter, which is used in conventional vehicles, as indicated by the broken line, for the internal combustion engine. 1 to be supplied with combustion air.

Erfindungsgemäß ist nun die Luftansaugleitung in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der erste Abschnitt 4 das Luftfilter 3 mit dem Generator 2 verbindet und der zweite Abschnitt 5 den Generator 3 mit dem Verbrennungsmotor 1 verbindet. Die erforderliche Innenkühlung des Generators 2 erfolgt also mit der durch das Luftfilter 3 gereinigten Luft, die anschließend in unveränderter Menge dem Verbren­ nungsmotor 1 zugeführt wird.According to the invention, the air intake line is now divided into two sections, the first section 4 connecting the air filter 3 to the generator 2 and the second section 5 connecting the generator 3 to the internal combustion engine 1 . The required internal cooling of the generator 2 thus takes place with the air cleaned by the air filter 3 , which is then fed to the combustion engine 1 in unchanged quantity.

Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der in dem ersten Abschnitt 4 ein Abzweig 6 vorgesehen ist. Die gefilterte Luft wird durch einen elektrischen Ventilator 8 vom Ab­ zweig 6 zum Generator 2 gefördert. In dieser Anordnung er­ hält der Verbrennungsmotor 1 seine Kühlluft über den zwei­ ten Abschnitt 5 unmittelbar vom Luftfilter 3. Der Genera­ tor 2 weist einen Luftaustritt 7 auf, durch den die ihn durchströmende Kühlluft den Generator wieder verlassen kann. Fig. 2 shows an arrangement, a branch 6 is provided wherein in the first section 4. The filtered air is conveyed by an electric fan 8 from the branch 6 to the generator 2 . In this arrangement, he keeps the engine 1 its cooling air over the two-th section 5 directly from the air filter 3rd The generator 2 has an air outlet 7 through which the cooling air flowing through it can leave the generator again.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer Abkühlung der im Generator 3 enthaltenen Magnete um 50°K eine Leistungser­ höhung des Generators um ca. 6% erzielt wird. Die dem Ge­ nerator zugeführte, gefilterte, der Kühlung dienende Luft benötigt weder einen zusätzlichen Wartungsaufwand noch ei­ nen eigenen Bauaufwand. Das Luftfilter 3 wird wie bei her­ kömmlichen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren nach Plan gewartet.It has been shown that with a cooling of the magnets contained in the generator 3 by 50 ° K, an increase in output of the generator by approximately 6% is achieved. The filtered, cooling air supplied to the generator does not require any additional maintenance or its own construction work. The air filter 3 is maintained according to the plan as in conventional motor vehicles with internal combustion engines.

Bei Bedarf kann in den ersten Abschnitt 4 der Luftan­ saugleitung an geeigneter Stelle ein Ventilator einge­ setzt werden, um den Luftdurchsatz durch den Generator 2 zu erhöhen. Auch hierbei wird eine Verschmutzung, insbesondere der Kühlrippen, wie sie sonst bei Oberflächenkühlung ohne Einsatz von gefilteter Luft auftreten würde, mit Sicherheit vermieden. If necessary, a fan can be inserted into the first section 4 of the air intake line at a suitable point in order to increase the air throughput through the generator 2 . Here too, contamination, in particular of the cooling fins, as would otherwise occur with surface cooling without the use of filtered air, is avoided with certainty.

BezugszeichenReference numerals

11

Verbrennungsmotor
Internal combustion engine

22nd

Generator
generator

33rd

Luftfilter
Air filter

44th

erster Abschnitt
first section

55

zweiter Abschnitt
second part

66

Abzweig
Branch

77

Luftaustritt
Air outlet

88th

Ventilator
fan

Claims (4)

1. Straßenfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer Luftansaugleitung versehen ist, in die ein Luft­ filter eingesetzt ist und mit einem Elektromotor, der ent­ weder als Generator schaltbar ist oder dem ein Generator zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftansaugleitung in zwei Abschnitte (4, 5) unter­ teilt ist, wobei der erste Abschnitt (4) das Luftfilter (3) mit dem Elektromotor bzw. Generator (2) verbindet und der zweite Abschnitt (5) zur Zuführung von im Luftfilter (3) gefilterter Luft an den Verbrennungsmotor (1) vorgesehen ist.1. Road vehicle, with an internal combustion engine which is provided with an air intake line into which an air filter is inserted and with an electric motor which can be switched either as a generator or to which a generator is assigned, characterized in that the air intake line is divided into two sections ( 4 , 5 ) is divided under, the first section ( 4 ) connecting the air filter ( 3 ) to the electric motor or generator ( 2 ) and the second section ( 5 ) for supplying air filtered in the air filter ( 3 ) to the Internal combustion engine ( 1 ) is provided. 2. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im ersten Abschnitt (4) ein Abzweig (6) vorgesehen ist und der zweite Abschnitt (5) das Luftfilter (3) und den Verbrennungsmotor (1) unmittelbar verbindet.2. Road vehicle according to claim 1, characterized in that in the first section ( 4 ) a branch ( 6 ) is provided and the second section ( 5 ) connects the air filter ( 3 ) and the internal combustion engine ( 1 ) directly. 3. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Ab­ schnitt (4) der Luftansaugleitung ein Ventilator (8) einge­ setzt ist.3. Road vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that in the first section ( 4 ) from the air intake line, a fan ( 8 ) is inserted. 4. Straßenfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (2) ei­ nen Luftaustritt (7) aufweist.4. Road vehicle according to claim 2 or 3, characterized in that the generator ( 2 ) has egg nen air outlet ( 7 ).
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