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Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer
Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines
Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine, wobei in Abhängigkeit von bestimmten
Fahrzuständen, wenn die Brennkraftmaschine das Fahrzeug nicht antreibt, das ist
beim Schubbetrieb, beim Bremsen usw.,sowie bei kurzen Stillstandszeiten, wie Ampelstopp
oder dgl., die Verbindung von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern unterbrochen
und die Brennkraftmaschine stillgesetzt wird, während eine dieser zu- und abkuppelbare
Schwungmasse in abgekuppeltem Zustand weiterläuft, um der Brennkraftmaschine bei
Bedarf wieder zugekuppelt zu werden und diese anzuwerfen. Weiterhin betrifft die
Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein nach dem Verfahren
betriebenes Kraftfahrzeug.
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Ein bekanntes Verfahren, bei dem die Brennkraftmaschine nur dann betrieben
wird, wenn sie Leistung abgeben
soll, ansonsten jedoch stillgesetzt
wird, um Kraftstoff einzusparen, während das abgekuppelte Schwungrad als Energiespeicher
weiterdreht,um bei Beendigung der oben genannten Fahrzustände durch Zukuppeln die
Brennkraftmaschine wieder anzulassen, eignet sich in besonders günstiger Weise für
den Betrieb von relativ kleinen Fahrzeugen, deren Verkehrssicherheit durch den Stillstand
des Antriebsmotors nicht beeinträchtigt wird.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, auch bei größeren
Fahrzeugen einen geringst-möglichen Energie insbesondere Kraftstoffverbrauch zu
gewährleisten, ohne die Verkehrssicherheit zu beeinträchtigen.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß das Kraftfahrzeug
eine weitere, Jedoch gegenüber der ersten erheblich geringere Leistung aufweisende
Antriebsmaschine besitzt, durch die Nebenaggregate, wie Lenkhilfe, Bremsservo, Lichtmaschine
usw. angetrieben werden, wenn die erste Brennkraftmaschine stillgesetzt wird.
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Ein solches Verfahren ermöglicht einerseits einen minimalen Kraftstoffverbrauch,
da bei solchen Betriebszuständen, in denen die Brennkraftmaschine mit großer Leistung
das Fahrzeug nicht antreibt,
diese stillgesetzt wird und die Nebenaggregate
lediglich über die weitere Antriebsmaschine angetrieben werden, andererseits garantiert
es jedoch gleichzeitig einen sicheren Betrieb des Kraftfahrzeuges, da zumindest
die für die Sicherheit des Fahrbetriebes erforderlichen Neben- und Hilfsaggregate,
wie z. B. für Lenkhilfe, Bremshilfe, jedoch auch die Lichtmaschine und weitere Aggregate
angetrieben werden und de-ren Wirkung bei allen Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges
vorhanden bleibt.
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Eine besonders einfache und raumsparende sowie preiswerte Ausführungsform
kann sich ergeben, wenn die weitere Antriebsmaschine gleichzeitig die Schwungmasse
antreibt, um damit die Brennkraftmaschine bei Bedarf anzuwerfen, da dann der übliche
Anlassermotor entfallen kann.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen der Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeuges und der weiteren ANtriebsmaschine für die Zusatz- bzw. Nebenaggregate
eine Überholkupplung vorgesehen ist, so daß die weitere Antriebsmaschine durch die
Überholkupplung überbrückt wird, wenn die Brennkraftmaschine gestartet ist und die
Nebenaggregate dann von dieser angetrieben werden.
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Anhand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele
sei die Erfindung näher erläutert.
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Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 2, welcher ein Schwungrad 3
nachgeschaltet ist. Dieses ist über eine erste Kupplung 4, die über eine nicht näher
dargestellte Vorrichtung betätigbar ist, der Brennkraftmaschine zu- und abkuppelbar.
Über eine zweite Kupplung 5, welche ebenfalls über eine nicht näher dargestellte
Vorrichtung betätigbar ist, sind die Antriebsräder 6 der Brennkraftmaschine 2 bzw.
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der Schwungmasse 3 zu- und abkuppelbar.
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Die Einrichtung besitzt weiterhin eine zusätzliche Antriebsmaschine
7, welche bei Stillstand der Brennkraftmaschine 2 die Nebenaggregate, wie Luftpresser
8, Lenkhilfe 9, Lichtmaschine 10 über eine Antriebswelle 11 und Riementriebe 12
und 13 antreiben kann. Die Welle 11 ist über einen Riementrieb 14 unter Zwischenschaltung
einer Überholkupplung 15 von der Brennkraftmaschine 2 antreibbar.
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Weiterhin ist eine Kupplung 16 zwischen Antriebsmaschine 7 und Antriebsstrang
11 vorhanden. Diese Kupplung ist derart wirksam, daß, wenn die Brennkraftmaschine
2,über den Riementrieb 14 den Antriebsstrang 11 schneller dreht als die Antriebsmaschine
7,
die Verbindung zwischen dieser und dem Antriebsstrang 11 unterbrochen
wird und sodann die Antriebsmaschine stillgesetzt werden kann, wohingegen bei Unterschreiten
einer bestimmten unteren Grenzdrehzahl durch die Brennkraftmaschine 2 die Kupplung
16 geschlossen und somit die Antriebsmaschine 7 wieder gestartet wird.
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Die Einrichtung weist weiterhin einen Anlassermptor 17 auf, welcher
eine Starterrad 18 antreiben kann, wenn ein nicht näher dargestellter Kontakt z.
B.
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über das Zündschloß geschlossen wird.
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Zum Starten der Brennkraftmaschine 2 müssen bei stillstehendem Schwungrad
beide Kupplungen 4, 5 ausgerückt sein, so daß die Schwungmasse 3 über das Reibrad
18 auf entsprechende Drehzahl gebracht werden kann, worauf die eine Kupplung 4 über
nicht näher dargestellte Mittel geschlossen, die Schwungmasse 3 der Brennkraftmaschine
2 zugekuppelt und somit diese angeworfen wird.
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Während des Antriebes des Kraftfahrzeuges durch die Brennkraftmaschine
2 sind die Hilfs- bzw. Nebenaggregate 8, 9, 10 über den Riementrieb 14, die Uberholkupplung
15 und den Antriebsstrang 11 von dieser angetrieben. Die Kupplung 16 ist bei diesen
Betriebszuständen ausgekuppelt und die zusätzliche Antriebsmaschine 7 stillgesetzt.
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Wenn die Brennkraftmaschine 2 das Fahrzeug nicht antreibt, das ist
beim Schubbetrieb, beim Bremsen usw.
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sowie bei kurzen Stillstandszeiten, wie Ampelstopps oder dg1., wird
die Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine 2 und den Antriebsrädern 6 durch
Betätigung der Kupplung 5 unterbrochen, die Schwungmasse 3 durch Betätigung der
Kupplung 4 von der Brennkraftmaschine getrennt, die Antriebsmaschine 7 durch Schließen
der Kupplung 16 über den Riementrieb 14, die Überholkupplung 15 und den Antriebsstrang
11 angeworfen und sodann die Brennkraftmaschine stillgesetzt.
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Es kann das Schwungrad 3 in den Zuständen, in denen es frei drehbar
ist, über das Reibrad 18 des Anlassermotors 17 auf einer ausreichend hohen Drehzahl
bzw.
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Drehzahlbereich gehalten werden, damit die im Schwungrad gespeicherte
kinetische Energie ausreichend ist, um ein einwandfreies Wiederanlassen der Brennkraftmaschine
2 zu gewährleisten.
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Eine weitere Möglichkeit hierfür ergibt sich, wenn die Antriebsmaschine
7 bei den erwähnten Betriebszuständen und stehendem Motor 2 gleichzeitig zum Antreiben
der Schwungmasse 3 herangezogen wird, um damit die Brennkraftmaschine 2 bei Bedarf
anzuwerfen. Es kann dann ggf. auf den Anlasser 17 verzichtet werden.
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Figur 2 zeigt eine solche Einrichtung. Dabei wurden für die Teile,
die mit denen der Figur 1 übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen beibehalten.
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Die Einrichtung der Figur 2 weist eine Antriebsmaschine 7 auf, die
bei geschlossener Kupplung 16 und Stillstand der Brennkraftmaschine 2 die Nebenaggregate
antreibt. Die Welle 11 ist über einen Antrieb 19 unter Zwischenschaltung einer Überholkupplung
20 von dieser Brennkraftmaschine über die Schwungmasse 3 antreibbar.
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Während des Antriebes des Kraftfahrzeuges durch die Brennkraftmaschine
2 ist die Antriebsmaschine 7 stillgesetzt und die Kupplung 16 getrennt. Der Antrieb
der Nebenaggregate erfolgt dabei vom Schwungrad 3 über den Antrieb 19 und der Überholkupplung
20 durch die Brennkraftmaschine 2.
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Wenn die Brennkraftmaschine 2 das Fahrzeug nicht antreibt, wird die
Verbindung zwischen dieser und den Antriebsrädern 6 durch Betätigung der Kupplung
5 unterbrochen, die Kupplung 16 geschlosssen, so daß die Antriebsmaschine 7 bei
noch geschlossener Kupplung 4 angeworfen wird und sodann die Schwungmasse 3 durch
Betätigung der Kupplung 4 von der Brennkraftmaschine 2 getrennt, so daß sie über
die Antriebsmaschine 7 mit
einer ausreichend hohen Drehzahl angetrieben
wird und die kinetische Energie der Schwungmasse ausreicht, um ein einwandfreies
Wiederanlassen der Brennkraftmaschine 2 zu gewährleisten.
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Die Erfindung ist nicht auf die in Figur 1 und 2 als Beispiel dargestellten
Einrichtungen beschränkt.
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So können z. B. die Überholkupplungen 15 und 20 durch andere, z. B.
Trennkupplungen, die entsprechend gesteuert werden und die Antriebe 14 und 19 anders,
als wie in den Figuren dargestellt, ausgebildet sein, z. B.
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als Zahnriementrieb, Zahnrädertrieb usw.
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Die zusätzliche Antriebsmaschine kann ein Elektromotor sein oder eine
Brennkraftmaschine.
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Die Steuerung der Ein- und Ausrückvorgänge der Kupplung 16 kann über
eine Steuereinrichtung 21 erfolgen, welche z. B. über einen Meßgeber 22, welcher
z. B. in Abhängigkeit einer unteren Grenzdrahzahl der Brennkraftmaschine einen Impuls
abgibt, der das Schließen, und in Abhänigkeit einer oberen Grenzdrehzahl einen weiteren
Impuls abgibt, das Öffnen der Kupplung 16 bewirkt. Das Zu-und Abkuppeln der Antriebsmaschine
7 zu bzw. von der Antriebswelle 11 kann aber auch - ggf. zusätzlich -in Abhängigkeit
der Gaspedalposition 23 stattfinden.
Weitere Kriterien, die herangezogen
werden können, um das Schließen bzw. Öffnen der Kupplung 16 z. B.
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über die Steuereinrichtung zu bewirken, sind die Verzögerungen am
Kraftfahrzeug, die Getriebeposition, der Unterdruck an der Brennkraftmaschine, die
Schaltstellung der Kupplungen 4 und 5, die Drosselklappenstellung am Vergaser, die
Einspritzpumpenstellung usw.
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Eine besonders einfache Steuerung besteht darin, daß die Kupplung
16 - zwischen der Antriebswelle 11 und der Antrie.bsmaschine 7 - und die Kupplung
4 -zwischen dem Schwungrad 3 und der Brennkraftmaschine 2 derart miteinander verkettet
sind, z. B. über die Steuereinrichtung 21, daß über ein nicht näher dargestelltes
Steuerglied die Kupplung 16 jeweils kurz, bevor die Kupplung 4 das Schwungrad 3
von der Brennkraftmaschine 2 abkuppelt, geschlossen wird, so daß die Antriebsmaschine
7 angeworfen und danach die Brennkraftmaschine 2 stillgesetzt wird, wohingegen die
Kupplung 16 getrennt wird, wenn das Schwungrad 3 über die Kupplung 4 der Brennkraftmaschine
zugekuppelt wird, um diese wieder anzuwerfen. Dabei kann, wie bereits erwähnt, das
Trennen der Kupplung 16 und das Stillegen der Antriebsmaschine 7 kurz bevor die
Kupplung 4 schließt stattfinden. Dies kann jedoch auch nach dem Schließen der Kupplung
4 erfolgen, so daß
das Anlassen der Brennkraftmaschine 2 noch zusätzlich
durch die Antriebsmaschine 7 unterstützt wird.
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