DE4118678A1 - Kraftfahrzeug-hybridantrieb - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Hybrid
antrieb, der mit einem Verbrennungsmotor, einer elektri
schen Maschine, einer Leistungssteuerelektronik und ei
ner Batterieeinheit versehen ist.
Die Ausrüstung von Kraftfahrzeugen sowohl mit einem Ver
brennungsmotor als auch mit einem Elektromotor wird ins
besondere unter dem Aspekt der Umweltschonung zunehmend
diskutiert.
Es ist ein als "Einwellenhybride" bezeichneter Hybridan
trieb bekannt, bei dem der Verbrennungsmotor über eine
Kupplung mit einer Asynchronmaschine und diese über eine
zweite Kupplung mit dem Getriebe verbunden ist.
Derartige Einwellenhybride haben jedoch erhebliche Nach
teile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbes
serten Hybridantrieb zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die elektrische Maschine eine Schleifringläufermaschine
mit einem Permanentmagnetsystem und einem Wicklungssy
stem ist, von denen das eine System mit der Ausgangswel
le des Verbrennungsmotors und das andere System mit der
Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden ist, wobei die
elektrische Maschine bei Betrieb des Verbrennungsmotors
in Abhängigkeit von der durch die Leistungssteuerelek
tronik über die Schleifringe bewirkten elektrischen Be
lastung des Wicklungssystems als Drehmomentenwandler
und/oder Generator und bei Stillstand des Verbrennungs
motors in Abhängigkeit von der durch die Leistungssteu
erelektronik über die Schleifringe bewirkten elektri
schen Erregung des Wicklungssystems als Motor wirkt.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung an.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schemati
schen Zeichnung erläutert.
Der Hybridantrieb besteht aus einem Verbrennungsmotor
10, einer Schleifringläufermaschine 12, einer Leistungs
steuerelektronik 14 und einer Batterieeinheit 16.
Die Schleifringläufermaschine 12 besteht aus einem Per
manentmagnetsystem 18 und einem Drehstromwicklungssystem
20, wobei das eine System - bei dem zeichnerisch darge
stellten Ausführungsbeispiel das Permanentmagnetsystem
18 mit der Ausgangswelle 24 des Verbrennungsmotors 10
und das andere System - bei dem zeichnerisch dargestell
ten Ausführungsbeispiel das Wicklungssystem 20 - mit der
zu dem Getriebe 34 des Fahrzeugs führenden Antriebswelle
26 des Fahrzeugs verbunden ist.
Die Leistungssteuerelektronik 14 greift über drei auf
die Antriebswelle 26 aufgesetzte Schleifringe 28 auf das
Drehstromwicklungssystem 20 der Schleifringläufermaschi
ne 12 zu: Bei Betrieb des Verbrennungsmotors wird die
von dem rotierenden Permanentmagnetsystem 18 in dem
Drehstromwicklungssystem 20 induzierte elektrische Lei
stung ganz oder teilweise abgegriffen und in die Batte
rieeinheit 16 eingespeist. Die Schleifringläufermaschine
12 wirkt so als Drehmomentenwandler und/oder Generator.
Bei Stillstand des Verbrennungsmotors wird das Dreh
stromwicklungssystem 20 der Schleifringläufermaschine 12
dagegen elektrisch erregt, die Schleifringläufermaschine
12 arbeitet als unmittelbar auf die Antriebswelle 26 des
Fahrzeugs wirkender Elektromotor, wobei die Drehge
schwindigkeit sich aus der Frequenz ergibt, mit der das
Drehwicklungssystem 20 über die Steuerelektronik 14 er
regt wird. In der Zeichnung sind weiter eine Rücklauf
sperre 30 zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und der
Schleifringläufermaschine 12 und eine Feststelleinrich
tung 32 zwischen der Schleifringläufermaschine 12 und
dem Getriebe 34 erkennbar.
Bei rein elektrischem Antrieb des Fahrzeugs - also bei
stillstehendem Verbrennungsmotor - wird das Drehstrom
wicklungssystem 20 von der Batterie 16 über den Span
nungswandler 22, die Leistungssteuerelektronik 14 und
die Schleifringe 28 mit einer Wechselspannung beauf
schlagt, die Schleifringläufermaschine 12 arbeitet als
das Fahrzeug antreibender Elektromotor.
Bei Betrieb des Verbrennungsmotors 10 - und damit rotie
rendem Permanentmagnetsystem 18 - arbeitet die Schleif
ringläufermaschine 12 als Drehmomentenwandler und/oder
Generator: Bei Nicht-Belastung des Drehstromwicklungssy
stems 20 durch die Leistungssteuerelektronik 14 wird das
Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 über die Schleif
ringläufermaschine 12 auf das Getriebe 34 des Fahrzeugs
übertragen. Mit zunehmender Belastung des Drehstromwick
lungssystems 20 durch die Steuerelektronik 14 (was durch
eine Phasenanschnittsteuerung bewirkt werden kann) wird
ein Teil der zu übertragenden Leistung elektrisch abge
griffen und über den Spannungswandler 22 in die Batterie
16 eingespeist, nur die verbleibende Leistung wird über
das Getriebe 34 zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet.
Es versteht sich, daß auch bei Betrieb des Verbrennungs
motors 10 die Schleifringläufermaschine 12 als Elektro
motor betrieben werden kann, die Leistung des Verbren
nungsmotors 10 und die Leistung des Elektromotors 12 ad
dieren sich dann.
Es versteht sich weiter, daß die Schleifringläuferma
schine 12 auch im Dynamobetrieb bei Aufladung der Batte
rie 16 als Bremse verwendet werden kann.
Der hier vorgeschlagene Hybridantrieb hat den Vorteil
eines Parallelhybrids, nämlich der Möglichkeit der Ver
wendung der elektrischen Maschine gemeinsam mit dem Ver
brennungsmotor additiv zur Erhöhung des auf das Getriebe
34 wirkenden Drehmoments oder aber subtraktiv zum Aufla
den der Batterie. Durch die Verwendung der Schleifring
läufermaschine 12 zugleich zur Entkopplung zwischen der
Ausgangswelle 24 des Verbrennungsmotors und der
Antriebswelle 26 des Fahrzeugs kann auf Kupplungen ver
zichtet werden.
Zum Rückwärtsfahren wird das Drehstromwicklungssystem 20
von der Leistungssteuerelektronik 14 so mit einer Wech
selspannung beaufschlagt, daß sich eine Drehrichtungsän
derung der Antriebswelle 26 des Fahrzeugs ergibt.
Die Verwendung eines Permanentmagnetsystems als eines
der beiden Systeme der Schleifringläufermaschine ist en
ergetisch besonders günstig.
Die Schleifringläufermaschine 12 ersetzt nicht nur An
lasser und Lichtmaschine, sie wird - jedenfalls bei ein
fachen Aufgabenstellungen - auch ein Schaltgetriebe er
setzen können. Der Verbrennungsmotor 10 kann weitgehend
im Bereich seines optimalen Wirkungsgrades gefahren wer
den, überschüssige Leistung kann bei Dynamobetrieb der
Schleifringläufermaschine in die Batterie 16 eingespeist
werden, fehlende Leistung kann durch Motorbetrieb der
Schleifringläufermaschine 12 der Batterie 16 entnommen
werden.
Claims (5)
1. Kraftfahrzeug-Hybridantrieb, mit einem Verbren
nungsmotor (10), einer elektrischen Maschine (12),
einer Leistungssteuerelektronik (14) und einer Batte
rieeinheit (16), dadurch gekennzeichnet, daß die elek
trische Maschine eine Schleifringläufermaschine (12)
mit einem Permanentmagnetsystem (18) und einem Wick
lungssystem (20) ist, von denen das eine System (18,
20) mit der Ausgangswelle (24) des Verbrennungsmotors
(10) und das andere System (20, 18) mit der Antriebs
welle (26) des Fahrzeugs verbunden ist, wobei die elek
trische Maschine (12) bei Betrieb des Verbrennungsmo
tors (10) in Abhängigkeit von der durch die Leistungs
steuerelektronik (14) über die Schleifringe (28) be
wirkten elektrischen Belastung des Wicklungssystems
(20) als Drehmomentenwandler und/oder Generator und bei
Stillstand des Verbrennungsmotors (10) in Abhängigkeit
von der durch die Leistungssteuerelektronik (14) über
die Schleifringe (28) bewirkten elektrischen Erregung
des Wicklungssystems (20) als Motor wirkt.
2. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Wicklungssystem ein Drehstromwicklungssy
stem ist, dem drei Schliefringe (28) zugeordnet sind.
3. Hybridantrieb nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß das Permanentmagnetsystem
(18) mit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors und
das Drehstromwicklungssystem (20) mit der Antriebswelle
(26) des Fahrzeugs verbunden ist.
4. Hybridantrieb nach einem der vorangehenden Ansprü
che, gekennzeichnet durch eine auf die Ausgangswelle
(24) des Verbrennungsmotors (10) wirkende Feststellein
richtung (30).
5. Hybridantrieb nach einem der vorangehenden Ansprü
che, gekennzeichnet durch eine auf die Antriebswelle
(26) des Fahrzeugs wirkende Feststelleinrichtung (32).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4118678A DE4118678A1 (de) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Kraftfahrzeug-hybridantrieb |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4118678A DE4118678A1 (de) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Kraftfahrzeug-hybridantrieb |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4118678A1 true DE4118678A1 (de) | 1992-12-10 |
Family
ID=6433368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4118678A Withdrawn DE4118678A1 (de) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Kraftfahrzeug-hybridantrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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