DE3045109A1

DE3045109A1 - Anordnung zum antrieb eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3045109A1
Application number: DE19803045109
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dipl Ing Renner
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke GmbH; Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1980-11-29
Filing date: 1980-11-29
Publication date: 1982-07-01

Description

Anordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer über eine Kupplung auf die Antriebsräder schaltbaren Brennkraftmaschine, einem Energiespeicher und einer in Abhängigkeit vom Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges als Motor oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine.
Bei Kraftfahrzeugen ist es bekannt, überschüssige Bewegungsenergie zurückzugewinnen, zu speichern und wiederzuverwerten.
Hiermit läßt sich z.B. die bei einem Bremsvorgang sonst in Form von Wärme an die Umgebung verlorene Energie erhalten und zum Antrieb des Kraftfahrzeuges benutzen. Das Ziel einer solchen Maßnahme ist die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, wodurch sich auch eine Verbesserung der UmweltbelasOung ergibt.
Eine unordnung, bei welcher überschüssige Energie verwertet wird, geht z.B. aus der DE-OS 23 -32 514hervor.-Bei dieser Anordnung ist.z.B. ein Verbrennungsmotor vorgesehen, der über eine Kupplung eine ein Schwungrad tragende Welle antreibt. Von dieser mit einer Elektromaschine gekoppelten Schwungradwelle ist der Antrieb über ein Getriebe auf die Fahrwerkantriebswelle übertragen. Die elektrische Maschine kann dabei im Fahrbetrieb als Lichtmaschine und während des Haltens bzw. Langsamfahrens als Hilfsmotor zur Aufrechterhaltung der Schwungraddrehzahl benutzt werden. Diese Art der Energiespeicherung und Wiederverwendung bereitet jedoch Probleme, weil ein großer Drehzahlunterschied in Verbindung mit einer gegenläufigen Charakteristik zu überwinden ist. So gibt z.B. beim Anfahren (Beschleunigen) des Kraftfahrzeuges das Bchwungrad durch Verringerung seiner Drehzahl Energie an die Antriebswelle ab. Die Antriebswelle erhöht dabei ihre Drehzahl. Um sämtliche Energie an die Fahrwerkantriebswelle abzugeben, müßte das Schwungrad in seiner Drehzahl auf Null zurückgehen. Umgekehrt verhält es sich, wenn das Schwungrad beim Abbremsen/Anhalten des Kraftfahrzeuges durch Drehzahl erhöhung Energie aufnimmt. Zur Oberwindung dieser gegenläufigen Charakteristiken ist deshlab ein variables Getriebe erforderlich, wofür bei der zuvor erwähnten Anordnung ein steuerbares Reibgetriebe vorgesehen ist. Trotz des relativ hohen Aufwandes gilt eine solche Maßnahme nicht als befriedigend, weil die Verluste im Reibgetriebe eine beträchtliche Verschlechterung des Obertragungswirkungsgrades zur Folge haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges vorzusehen, die mit wenig Aufwand und gutem Wirkungsgrad in der Lage ist, überschüssige Energie zu speichern und wiederzuverwenden. Gesäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch clöst, daß für die elektrische Maschine eine mit der Kupplung verbundene Scheibenläufermaschine eingesetzt ist, die über eine vom Fahrbetrieb beeinflußbare Steuerschaltung mit einer schnellauf- und entladbaren Batterie in Verbindung steht.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil ohne Schwungrad und ohne variablem Getriebe aufgebaut werden zu können, so daß sich eine wesentliche Verbesserung des Obertragungswirkungsgrades bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwandes erzielen läßt. Hierbei ist es zweckmäßig, für die Scheibenläufermaschine eine Maschine großen Durchmessers einzusetzen, wodurch sich im Motorbetrieb ein für den Betrieb des Kraftfahrzeuges entsprechend großes Drehmoment erzeugen läßt. Die Steuerschaltung schaltet dabei die Scheibenläufermaschine in Abhängigkeit vom Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges auf Generatorbetrieb bzw. auf Motorbetrieb.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 bis Fig. 3 drei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Darstellungen nach Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen jeweils einen Kraftfahrzeugantriebsmotor 1, z.B. einen Verbrennungsmotor, dessen Abtriebswelle 2 in Fig. 1 und Fig. 3 direkt mit der Welle einer Scheibenläufermaschine 3 verbunden ist. Auf der anderen Seite kann die Scheibenläufermaschine 3 über eine Kupplung 4 an eine Eingangswelle 5 eines Getriebes gekoppelt werden. In Fig. 2 ist dagegen zu beiden Seiten der Scheibenläufermaschine 3 eine Kupplung 4 vorgesehen, so daß die Abtriebswelle 2 des Kfz-Antriebsmotors-l über die Kupplung 4 an die Scheibenläufermaschine 3 ankuppelbar ist.
Vom Ausgang des Getriebes 6 führt eine Welle~7 zum nicht näher dargestellten Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs. In Fig. 3 enthält dieser Obertragungsweg noch einen Freilauf 12. Die Scheibenläufermaschine 3 wird in ihrer Betriebsart duroh eine Steuerschaltung 8 beeinflußt, von der zu diesem Zweck eine mehradrige elektrische Verbindung 9 zur Scheibenläufermaschine 3 führt. Die Steuerschaltung 8 wird dabei,wie Pfeile lo andeuten, durch Eingangsdaten beeinflußt, welche vom Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges abhängen. Außerdem ist in der Steuerschaltung 8 eine schnell auf- und entladbare Batterie 11, z.B. eine Varta Röhrenbatterie, für den Betrieb der Scheibenläufermaschine 3 vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, mit wenig Aufwand eine sehr gute Energieausnutzung zu erzielen. Die Scheibenläufermaschine 3 kann als Anlasser den Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges ohne Verschleiß beliebig oft starten, so daß der Leerlaufbetrieb eines Kraftfahrzeugs weitgehend vermieden werden kann. Umgekehrt ist die Scheibenläufermaschine 3 beim Abbremsen des Kraftfahrzeuges in der Lage, die Bremsenergie als Generator in elektrische Energie zu wandeln und der Batterie zum Speichern zuzuführen.
Die Steuerschaltung 8 steuert dabei den Betrieb der Scheibenläufermaschine 3 in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrbetriebsdaten. Neben den geschilderten Betriebsarten ist es auch möglich, die Scheibenl-aufermaschine 3 beim Anfahren des Kraftfahrzeuges zusätzlich als Motor zu betreiben und damit eine Anfahrhilfe zu erzielen. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung dürften daher beträchtliche Energieeinsparungen möglich werden.

Claims

Patentansprüche Anordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges mit ein er eine Kupplung auf die Antriebsräder schaltbaren Brennkraftmaschine, einem Energiespeicher und einer in Abhängigkeit vom Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges als Motor oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für die elektrische Maschine eine mit der Kupplung (4) verbundene Scheibenläufermaschine (3) eingesetzt ist, die über eine vom Fahrbetrieb beeinflußbare Steuerschaltung (8) mit einer schnell auf- und entladbaren Batterie (11) in Verbindung steht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß für die Scheibenläufermaschine (3) eine Maschine großen Durchmessers eingesetzt ist.

N
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerschaltung (8) die Scheibenläufermaschine (3) in Abhängigkeit vom Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges auf Generatorbetrieb oder Motorbetrieb schaltet und dadurch den jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßt.