DE2236152A1 - Verfahren und vorrichtung zum versorgen von einmotorigen fahrzeugen, insbesondere kraftwagen aller art, mit elektrischer hilfsenergie - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Versorgen von sinmotorigen Fahrzeugen, insbesondere Kraftwagen aller Art, mit elektrischer Hilfsenergie.
• Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen zum Versorgen von einmotorigen Fahrzeugen, insbesondere Kraftwagen aller Art, mit elektrischer Hilfsenergie. Zum Erzeugen der in Fahrzeugen für die verschiedensten Zwecke wie die Beleuchtung, Betätigen von ularn- und anderen Signalzeichen sowie weiteren Hilfegeräten, Inbetriebsetzen des Antriebsmotors usw. benötigten elektrischen Hilfsenergie werden bisher Ublicherweise vom Antriebsmotor in einem festen Drehzahlverhältnis angetriebene Stromerzeuger, sogenannte Liehtmaschinen oder Generatoren, verwendet. Als Speicher von elektrischer Energie zum Versorgen der Stromverbraucher bei stillstehendem Antriebsmotor sind die Fahrzeuge ferner mit einer Akkumulatoren-Batterie ausgerüstet, die beim Betrieb des Fahrzeugmotors ständig nachgeladen wird. Boi Verwendung von Wechsel- bzw.
• Drehstrom-Generatoren zur Stromversorgung von Fahrzeugen ist es auch bereits bekannt, zweite elektrische Verbraucher direkt vom Generator aus zu versorgen, um eine zu hohe Energieentnahme aus der Batterie bei stillstehendem Antriebsmotor zu verhindern (DOS 2 161 493), wobei der zwischen Generator und Batterie eingeschaltete Gleichrichter als selbsttätiges Stromventil wirkt. Infolge der zwischen seiner Leerlauf- und höchsten Betriebs-Drehzahl in den Grenzon von ca. 1:6 schwankenden Drehzahl des Bahrzeug-Antriebamotors verändert sich bei den bisher üblichen Anlagen auch die Leistung des von dem Antriebsmotor mit einem konstanten Drehzahlverhältnis angetriebenen Stromerzeugers etwa in dem gleichen Verhältnis. Um den Bedarf an elektrischer Wilfssnergie auch bei niedrigen Drehzahlen des Antriebsmotors decken zu können, müssen daher verhältnidmäßig große und entsprechend aufwendige Stromerzeuger benutzt werden, deren Leistungsabgabe aber trotzdem einige hundert Watt kaum jemals übersteigt. E ist daher in einer früheren Patentanmeldung der Anmelderin (AZ.: P 22 03 478.2) bereits vorgeschlagen worden, für den Antrieb eines mit verhältnismäßig hoher - i Verhältnis von etwa 1:5 veränderbaren - drehzahlarbeitenden Stro.erzeugers (Generators), durch eine Brennkrattmaschine mit wesentlich niedrigerer - ihrerseits etwa i. Verhältnis von ca. 1:6 veränderbaren - Drehzahl einen hydrostatischen Drehmomentwandler zu verwenden. Dieser besteht nach dem älteren Vorschlag der Anmelderin aus einer Axialkolben-Pumpe und einem Axialkolben-Motor it veränderbaren Förder- und Schluckvoluien, wobei das Volumenvarhältnis von Puipan- und lotorteil des Wandlers ca. 2:1 beträgt und durch eine besondere Ausbildung der Regelung die zur jeweils verlangten Generator-Leistung gehörende Wandler-Ausgangsdrehzahl unabhängig von der Wandler-Eingangsdrehzahl konstant gehalten wird. Durch die Veruendung eines der ertigen Getriebes tür den Antrieb des Generators zum Versorgen eines einmotorigen Fahrzeuges mit elektrischer Hilfsenergie ist die Voraussetzung zum Einbau von sehr schnelläufigen Stromerzeugern it einer mindestens 10fach höheren als der üblichen Leistung bei annähernd unverändertem Gewichts- und Kostenaufwand geschaffen worden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die durch Auarüstung der Fahrzeuge mit einem solchen erheblich leistungsfähigeren Stromerzeuger verfügbare, wesentlich größere, elektrische Energiemenge zur Verbesserung auch der Wagenheizung auszunutzen. Zum Beheizen des Fahrzeuginnenraumes wird bisher norealerueise die Abwärme des Fahrzeugmotors zumeist in der Weise auegenutzt, daß eine regelbare Teilmenge der Kühltlüseigkeit durch einen im Fahrzeug-Innenraum angeordneten Wärietauecher geleitet uird und dabei die Wärme an die gegebenenfalls mittels eines ebenfalls in seiner Drehzahl veränderbaren Gebläses durch den Wäreetauncher geführte Heizlutt abgibt. Diese Art der Fahrzeug-Innenraum-Seheizung ist zwar im normalen Fahrbetrieb, d. h. wenn der Fahrzeugmotor seine Betrieb temperatur erreicht hatf voll äuereichend. Sie besitzt Jedõch den erheblichen Nachteil, daß Sie in der ersten Zeit nach dem Anfahren mit kaltem motor und bei niedrigen Außentemperaturen beinahe völlig unwirksam ist und den Fahrzeug-Innenraum nur langsam auf eine angenehme Temperatur zu bringen gestattet. Zum Überwinden dieses Nachteils der normalen Autoheizungs-Anlagen werden bisher besondere ZUsätz.-heizungen verwendet, die aus einem kraftstoffbeheizten Brenner, einem Wårmetauscher sowie einem Gebläse bestehen und es ermöglichen, den Fahrzeug-Ìnnenraum in kurzer Zeit unabhängig vom Betriebszustand des Fahrzeug-Antriebsmotors ausreichend zu erwärmen. Derartige Zusatzheizungen erfordern jedoch erhebliche zusätzliche Anschaffungskosten als Sonderzubehör sowie erheblichen Einbauplatz. Sie besitzen ferner keinerlei möglichkeit zur Temperaturregölung, da sich ihre Heizleistung nur zwischen Null und Volleistung durch An- bzw. Abstellen verändern läßt. Durch den erfindungsgemäßen.Ubergang auf eine elektrische Beheizung wird eine sogleich mit dem Anlauf des Antriebsmotors voll wirksame Erwärmung des Fahrzeug-Innenraumes ohne kostspielige und raumaufwendige Zusatzheizung erreicht in Verbindung mit einer äußerst einfachen selbsttätigen Regelung auf eine gewünschte Innentemperatur. Gleichzeitig werden bei dieser Lösung ein besonderer Wärmetauscher im Fahrzeug-Innenraum sowie alle diesen mit dem Kühlsystem verbindenden Flüssigkeitsleitungen eingespart.
• Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht dabei darin, daß die elektrischen Heizelemente Bestandteile des Luftführungssystems einer Klimaanlage bilden, die bei höheren Außentemperaturen zum Kühlen des Fahrzeug-Innenraumes dienen. Bei einer solchen Zusammenfassung der Heizungs- und der Klima-(Kühl)-Anlage für eih Fahrzeug reduziert sich der bauliche Aufwand für die gesamte Fahrzeugheizung auf den Einbau von elektrischen Heizelementen mit ausreichender Leistungsaufnahme in das sowieso für die Klimaanlage benötigte Luftführungssystem, da die für eine wirksame Kühlung des Fahrzeug-Innenraumes bei hohen Außentemperaturen mittels eines elektrisch angetriebenen Kompressors erforderliche Generatorleistung ohne weiteres auch für eine reichliche Erwärmung des Fahrzeug-Innenraumes durch eine mit elektrischer Energie betriebene Heizung ausreicht.
• Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand einer Schemazeichnung für eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges mit zwei Abbildungen. Von diesen zeigen: Fig. 1 das Schema einer beispielsweisen Vorrichtung zum Versorgen eines einmotorigen Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie im Grundriß und Fig. 2 einen Teilquerechnitt nach der Linie II/II in Fig. 1.
• Die in der Zeichnung veranschaulichte Energie-Uersorgungsanlage besteht im wesentlichen aus einem hochturigen Dreh- bzu. Wechselstrom-Generator 1 mit ca. 5 KW Volleistung, der von einem Fahrzeug-Antriebsmotor 2 über einen Keilrienentrieb 3,4,5 und ein stufenlos regelbares hydrostatisches Getriebe 6 mit elektro-hydraulischem Servoregler 7 unabhängig von der z. 8. zwischen einer Leerlaufdrehzahl von 800 und einer Höchstdrehzahl von 4800 U/min. schwankenden Drehzahl des Antriebsmotors 2 je nach dem augenblicklichen elektrischen Leistungsbedarf mit einer im Verhältnis von ca. 1s5 z. B. zwischen 2400 und 12000 U/min. veränderbaren Drehzahl antreibbar ist. Der Generator 1 hält in bekannter Weise über einen Gleichrichter 8 die Fahrzeugbatterie 9 im geladenen Zustand, aus der das nur angedeutete Gleichetro-Versorgungsnetz 10 zum Betrieb der elektrischen Belechtungs-, larn- und Signaleinrichtungen souie der sonstigen an das Bordnetz angeschlossenen Hilfageräte wie Scheibenuiehher, Autoradio, Zigarrenanzünder und dgl. auch bei stillstehenden Antriebsmotor 1 gespeist wird. An den Generator 1 ist über eine mit entsprechend große.
• querschnitt ausgeführte elektrische Leitungsverbindung 11 erfindungegemäß mindestens ein elektrischer Wieder stand 12 oder deren mehrere als Wärmequelle zum Beheizen des Fahrzeuginnenraumes angeschlossen. Die durch den Widerstand 12 erwärmte Luft wird dabei in bekannter Weise z. 8. mit Hilfe eines Gebläses 13 durch verschiedene gegebenenfalls einzeln mit mengenregelgliedern versehene Lufteintrittsöffnungen 14 bis 17 in den Fahrzeuginnenraum 18 eingeführt. Bei Ausrüstung des Fahrzeuges auch mit einer Klimaanlage zum Kühlen des Fahrzeuginnenraumes in der heißen Jahreszeit, die im wesentlichen aus einer z. B. ebenfalls direkt vom Generator 1 über eine Leitung 19 und einen motor 20 elektrisch angetriebenen Kompressor 21, einem Kühlerteil 22 und einem Expansionsaggregat 23 sowio den zugehörigen Kühlmittelleitungen 24, 25 besteht, wird der Heizwiderstand 12 vorteilhaft in der Nähe des Expansionsaggregates 23 so angeordnet, daß zum Heizen und Kühlen des Fahrzeuginnenraumes das gleiche Luftführungssystem verwendet werden kann. Durch Verstellen einer im Luttführungssystem angeordneten Klappe 25 zwischen der angezogenen und der gestrichelt angedeuteten Lage lassen sich die Wagen-Heizung und -Kühlung wahlweise mit von außen angesaugter Frischluft oder im Luft-Umwälzverfahren betreiben. Zum Wählen und selbsttätigen Einhalten der gewünschten Fahrzeug-Innentemperatur reicht bei der vorstehend beschriebenen Heiz- und/oder Klimaanlage ein im Fahrzeuginnern angeordneter einstellbarer Thernostat 26 als Geberglied in dem Regelkreis 27 für den elektro-hydraulischen Servo-Regler 7 aus.
• Ansprüche:

Claims (4)

1. Anlage zur Patentanmeldung der K@PAT, Gesellschaft für Konstruktion, Entwicklung und Patent@ar@@@tung mbH & Co. <C.> Zoll Kreis Göppingen vom 17. Juli 1972 Patentansprüche: 1. Verfahren zum Versorgen von einmotorigen Fahrzeugen, insbesondere Kraftwagen aller Art, mit elektrischer Hilf senergis durch einen Generator, der über ein autonatisch auf gleichbleibende Ausgangsdrehzahl stufenlos regelbares hydrostatisches Getriebe vom Fahrzeug-AntriebsFotor aus unabhängig von dessen jeweiliger Betrieb drehzahl mit Höchst-Leistung antreibbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß von dem Generator auch die Energie zum Beheizen des Fahrzeug-Innenraumes abgenommen wird.
2. 2.) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zum Antreiben des Generators dienende automatisch stufenlos regelbare Getriebe als hydrostatisches Getriebe, bestehend aus je einer Axialkolben-Pupe und einem Axialkolben-Motor, ausgebildet ist, deren zum Verändern des Kolbenhubes beider Aggregate auf unterschiedliche Schreglagen einstellbare Schietacheiben durch ein gemeinsames Verstellgestänge it eine thermostatgesteuerten Servoantrieb verbunden sind.
3. 3.) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrene nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Regelkreis für das zwischen Fahrzeug-Antriebsmotor und Generator angeordnete sturenlos regelbare Getriebe ein an sich bekannter auf die gewünschte Innenreum-Temperatur einstellbarer Theraostet als Gebergröße eingeschaltetist.
4. 4.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, d e d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die elektrischen Heizelemente Bestandteile des Luftführungssystems einer Klimaanlage bilden, die bei höheren Außentemperaturen zum Kühlen des Fahrzeug-Innenraumes dienen.