DE4204261A1 - Kraftfahrzeug mit einem antriebsmotor und einem hilfsmotor - Google Patents

Kraftfahrzeug mit einem antriebsmotor und einem hilfsmotor

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem An­ triebsmotor und einem davon unabhängigen Hilfsmotor zum Antrieb eines Elektrogenerators und zumindest eines wei­ teren Nebenaggregates. Ein derartiges Kraftfahrzeug ist beispielsweise aus der DE-OS 17 51 686 bekannt. Bei die­ sem bekannten Kraftfahrzeug muß der dort als Verbren­ nungsmotor ausgebildete Hilfsmotor stets betrieben wer­ den, wenn ein Antrieb des Nebenaggregates erwünscht ist.
Verschärfte Abgasvorschriften insbesondere in Ballungsge­ bieten machen es notwendig, ein Kraftfahrzeug zumindest wahlweise völlig emissionsfrei betreiben zu können. Wird hingegen das Fahrzeug außerhalb des Ballungsgebietes be­ wegt, so sind wieder geringe Emissionen erlaubt. Anzuge­ ben, wie für einen derartigen Einsatzfall das oder die weiteren Nebenaggregate auch unter emissionsfreiem Fahr­ zeugeinsatz wirkungsgradoptimal betrieben werden können, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Elek­ trogenerator als Elektromotor betreibbar ist und dabei das weitere Nebenaggregat antreibt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Elektrofahrzeug, das von einem elektrischen Antriebsmotor bewegt wird. Bei einer Überlandfahrt abseits von Bal­ lungsgebieten darf ein derartiges Elektrofahrzeug geringe Emissionen erzeugen. In diesem Falle wird der Hilfsmotor betrieben und treibt sowohl den Generator, der vorteil­ hafterweise die dem elektrischen Antriebsmotor zugeord­ nete Batterie aufladen kann, als auch das oder die weite­ ren Nebenaggregate an. Wird das Fahrzeug hingegen in einer Zone bewegt, in der jegliche Emission untersagt ist, so wird der Hilfsmotor abgeschaltet und das oder die Nebenaggregate durch den Elektrogenerator angetrieben, der dann als Elektromotor arbeitet. Ein besonders vor­ teilhafter mit Verbrennung arbeitender Hilfsmotor ist da­ bei der Stirling-Motor, da bei einem Konstantbetrieb in wirkungsgradoptimalen Punkten nicht nur die Verluste, sondern auch die ausgeschiedenen Schadstoffe minimiert werden können. Darüber hinaus zeichnet sich ein Stirling- Hilfsmotor durch Geräuscharmut und hohe Flexibilität hin­ sichtlich des Brennstoffes aus.
Vorteilhafterweise wird der Elektrogenerator bzw. Elek­ tromotor zwischen den Stirling-Motor und das bzw. die weitere(n) Nebenaggregat(e) geschaltet, um, so zwischen dem Elektromotor/Elektrogenerator und dem Hilfsaggregat eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist, alternativ durch den Stirling-Motor nur den Elektromotor/Elektrogenerator oder zusätzlich auch das oder die Hilfsaggregate zu be­ treiben. Eine schaltbare Kupplung zwischen dem Elektromo­ tor/Elektrogenerator und dem Stirling-Motor hingegen ge­ stattet es, bei motorischem Betrieb des Elektromo­ tors/Elektrogenerators den Stirling-Motor abzukuppeln und somit Reibungsverluste zu vermeiden.
Dies sowie weitere Vorteile der Erfindung werden auch aus der folgenden Beschreibung eines lediglich in einer Prin­ zipskizze dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles ersichtlich.
Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Stirling-Motor bezeichnet, dessen Abtriebswelle über eine schaltbare Kupplung 2 mit einem Elektrogenerator/Elektromotor 3 verbunden ist. Die Rotationswelle dieses Elektrogenerators/Elektromotors 3 setzt sich auf der der Kupplung 2 gegenüberliegenden Seite fort und ist über eine schaltbare Kupplung 4 mit der Antriebswelle eines Nebenaggregates 5 verbunden.
Die gezeigte Einheit ist in einem Kraftfahrzeug verbaut, das von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird (nicht gezeigt). Bei dem Nebenaggregat 5 handelt es sich um eine Stirling-Kältemaschine, deren Nutzarbeit zur Kli­ matisierung des Fahrzeug-Innenraumes herangezogen wird. Eine derartige Stirling-Kältemaschine ist in hervorragen­ der Weise dazu geeignet, auch als Wärmepumpe zu arbeiten. Dies kann beispielsweise über eine Drehrichtungsumkehr erfolgen, wie dies in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 41 32 939 beschrieben ist.
Wird das Kraftfahrzeug, in dem die gezeigte und beschrie­ bene Einheit eingebaut ist, in einem Gebiet bewegt, in dem geringfügige Emissionen erlaubt sind, so kann der Stirling-Motor 1 betrieben werden. Ist die Kupplung 2 ge­ schlossen und die Kupplung 4 geöffnet, so kann dann durch den Elektrogenerator 3 Strom erzeugt werden, der wiederum direkt bzw. indirekt zum Fahrzeugantrieb genutzt werden kann. Ist zusätzlich die Kupplung 4 geschlossen, so kann mit Hilfe des als Stirling-Kältemaschine ausgebildeten Nebenaggregates 5 zusätzlich der Fahrzeug-Innenraum kli­ matisiert werden.
Eine derartige Klimatisierung des Fahrzeug-Innenraumes ist aber auch dann möglich, wenn das Fahrzeug in einem Gebiet bewegt wird, in dem keinerlei Emissionen zugelas­ sen sind. Dann wird der Stirling-Motor 1 abgeschaltet und die Kupplung 2 geöffnet. Nunmehr arbeitet der Elektroge­ nerator/Elektromotor 3 als elektrischer Antriebsmotor für das Nebenaggregat 5.
Vorteilhafterweise wird somit in einem Elektrofahrzeug ein uneingeschränkter Klimatisierungskomfort ermöglicht und außerdem noch Strom zum Nachladen der Batterie be­ reitgestellt. Besonders umweltfreundlich ist die be­ schriebene Anlage mit einer Stirling-Kältemaschine auch deshalb, weil diese Kältemaschine mit Helium arbeiten kann, das kein Ozonschädigungs- und Treibhauspotential besitzt. Selbstverständlich sind Abweichungen vom gezeig­ ten Ausführungsbeispiel möglich, die weiterhin unter den Inhalt der Patentansprüche fallen.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor und einem da­ von unabhängigen Hilfsmotor (1) zum Antrieb eines Elektrogenerators (3) und zumindest eines weiteren Nebenaggregates (5), dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrogenerator (3) als Elektromotor betreibbar ist und dabei das wei­ tere Nebenaggregat (5) antreibt.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrogenera­ tor/Elektromotor (3) zwischen den Hilfsmotor (1) und das weitere Nebenaggregat (5) geschaltet ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Elektroge­ nerator/Elektromotor (3) und dem Hilfsmotor (1) und/oder zwischen dem Elektrogenerator/Elektromotor (3) und dem Nebenaggregat (5) eine Schaltkupplung (2, 4) vorgesehen ist.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor ist und daß der Hilfsmotor (1) als Stirling-Motor ausgebildet ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenaggregat (5) eine Stirling-Kältemaschine ist.
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