DE10159210A1 - Antrieb von Hilfsaggregaten - Google Patents

Antrieb von Hilfsaggregaten

Info

Publication number
DE10159210A1
DE10159210A1 DE2001159210 DE10159210A DE10159210A1 DE 10159210 A1 DE10159210 A1 DE 10159210A1 DE 2001159210 DE2001159210 DE 2001159210 DE 10159210 A DE10159210 A DE 10159210A DE 10159210 A1 DE10159210 A1 DE 10159210A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric machine
combustion engine
internal combustion
connection
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001159210
Other languages
English (en)
Inventor
Lars Hofmann
Rainer Petersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE2001159210 priority Critical patent/DE10159210A1/de
Priority to DE50212083T priority patent/DE50212083D1/de
Priority to EP02787809A priority patent/EP1451457B1/de
Priority to PCT/EP2002/013246 priority patent/WO2003046350A1/de
Publication of DE10159210A1 publication Critical patent/DE10159210A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/06—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/003—Starting of engines by means of electric motors said electric motor being also used as a drive for auxiliaries, e.g. for driving transmission pumps or fuel pumps during engine stop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit mindestens einem Antriebsgetriebe (2), welches über eine lösbare mechanische Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) koppelbar ist, umfassend mindestens eine Elektromaschine (4), wobei die Elektromaschine (4) sowohl als Elektromotor als auch als Generator betreibbar ist, und die Elektromaschine (4) mit mindestens einem Hilfsaggregat (1), insbesondere einem Klimakompressor, antriebskoppelbar ist, derart, dass die Elektromaschine (4) mit mindestens einer mechanischen Verbindung (5) zu der Verbrennungskraftmaschine (3) ausgebildet ist, wobei die Verbindung (5) mindestens derart herstellbar ist, dass die Elektromaschine (4) durch die Verbrennungskraftmaschine (3) antreibbar ist, und die Verbindung (5) mindestens derart lösbar ist, dass keine Bewegung von der Elektromaschine (4) auf die Verbrennungskraftmaschine (3) übertragen wird, und die Elektromaschine (4) mit mindestens einer mechanischen Verbindung (6) zu dem Antriebsgetriebe (2) ausgebildet ist, wobei die Verbindung (6), vorzugsweise als Kupplung ausgebildet, wahlweise lösbar und herstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antrieb von Hilfsaggregaten, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit mindestens einem Antriebsgetriebe, welches über eine lösbare mechanische Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist.
  • Aus der DE-197 38 250 C2 ist eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einer Kompressoreinheit bekannt, wobei die Kompressoreinheit mechanisch zum einen mit dem Kraftfahrzeugsantriebsaggregat und zum anderen mit einem Zusatzantriebsaggregat koppelbar ist, als Kompressoreinheit eine solche verwendet ist, deren Kältemittelfördermenge bei gegebener Drehzahl der zugehörigen Antriebswelle abregelbar ist, und als Zusatzantriebsaggregat ein umschaltbares Motor-/Generatoraggregat vorgesehen ist, das im Motorbetrieb als Antrieb für die Kompressoreinheit und im Generatorbetrieb zur Erzeugung elektrischer Energie aus der mechanische Energie des Kraftfahrzeugaggregates dient. Im Fahrbetrieb wird bei aktivierter Kupplung die Kompressoreinheit direkt über den Kraftfahrzeugmotor angetrieben. Um in diesem Fall eine Fördermengen-Leistungsregelung der Kompressoreinheit zu ermöglichen, die unabhängig von ihrer Wellendrehzahl ist, ist eine Abregelbarkeit der Kältemittelfördermenge der Kompressoreinheit vorgesehen.
  • Außerdem ist aus der DE-199 53 857 A1 eine Betriebsvorrichtung bekannt, insbesondere zum Betreiben von Fahrzeugen, mit mehreren Komponenten, die zumindest eine sowohl als Generator als auch als Elektromotor betreibbare elektrische Einheit sowie ein thermisches Aggregat zur Umwandlung von mechanischer Energie in Wärmeenergie umfassen, wobei die Komponenten mechanisch miteinander koppelbar sind und die mechanischen Verbindungen jeweils durch Kupplungen wahlweise herstellbar oder lösbar sind. Der Antrieb des thermischen Aggregates kann auch über eine Verbrennungskraftmaschine erfolgen, welche über ein Kupplungselement mit der elektrischen Einheit mechanisch verbindbar ist. Die elektrische Einheit wird in diesem Fall lediglich für eine Kraftübertragung genutzt. Um eine unmittelbare Abhängigkeit von der Drehzahl der Verbrennungsmaschine zu vermeiden, kann eine Übersetzungsgetriebeeinheit zwischen der elektrischen Einheit und der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein. Die Betriebsvorrichtung ist in ihrer bevorzugten Ausführungsform an dem vom Schwungrad, d. h. von einem Antriebsgetriebe, abgewendeten Ende der Kurbelwelle angeordnet.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antrieb von Hilfsaggregaten zu schaffen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit mindestens einem Antriebsgetriebe, welches über eine lösbare mechanische Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, derart, dass in unterschiedlichen Fahrzeugbetriebsarten ein zuverlässiger Betrieb des Hilfsaggregats bei optimaler Energieausnutzung gegeben ist und die Anzahl der im Kraftfahrzeug einzusetzenden Komponenten möglichst gering ist.
  • Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 14. Der Antrieb von Hilfsaggregaten, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit mindestens einem Antriebsgetriebe, wobei das Antriebsgetriebe über eine lösbare mechanische Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, umfassend mindestens eine Elektromaschine, wobei die Elektromaschine sowohl als Elektromotor als auch als Generator betreibbar ist, und die Elektromaschine mit mindestens einem Hilfsaggregat, insbesondere einem Klimakompressor, antriebskoppelbar ist, erfolgt über eine Vorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Elektromaschine mit mindestens einer mechanischen Verbindung zu der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist, wobei die Verbindung mindestens derart herstellbar ist, dass die Elektromaschine durch die Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, und die Verbindung mindestens derart lösbar ist, dass keine Bewegung von der Elektromaschine auf die Verbrennungskraftmaschine übertragen wird, und die Elektromaschine mit mindestens einer mechanischen Verbindung zu dem Antriebsgetriebe ausgebildet ist, wobei die Verbindung, vorzugsweise mit einer Kupplung ausgebildet, lösbar und herstellbar ist.
  • Durch Herstellen oder Lösen der jeweiligen mechanischen Verbindungen ist ein Antrieb des Hilfsaggregates elektromotorisch, verbrennungsmotorisch oder kinematisch unter Schwungsausnutzung sowie durch Kombinationen realisierbar.
  • Die Elektromaschine kann bei gattungsgemäßen Kraftfahrzeugen Teil eines Hybridantriebs sein, durch welchen das Antriebsgetriebe verbrennungsmotorisch und/oder elektromotorisch antreibbar ist. Bei elektromotorischem Betrieb der Elektromaschine ist ein ausschließlich elektromotorischer Antrieb des Hilfsaggregates und/oder des Antriebsgetriebes realisierbar. Hierfür ist die mechanische Verbindung zwischen der Elektromaschine und der Verbrennungskraftmaschine gelöst. Durch Schließen der jeweiligen mechanischen Verbindung wird das Hilfsaggregat und/oder das Antriebsgetriebe elektromotorisch angetrieben.
  • In einer Schwungsausnutzungsphase ist die mechanische Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine und Antriebsgetriebe unterbrochen. Das Hilfsaggregat kann dabei kinematisch betrieben werden. Dafür ist die mechanische Verbindung zwischen Elektromaschine und Antriebsgetriebe geschlossen. Die Elektromaschine dient der Bewegungsübertragung und wird als Generator betrieben. Übersteigt der Energiebedarf die Energieversorgung durch Schwungsausnutzung, so kann die Elektromaschine unterstützend als Motor betrieben werden oder die Verbindung zwischen Elektromaschine und Antriebsgetriebe gelöst werden und der Antrieb des Hilfsaggregates über die motorisch betriebene Elektromaschine erfolgen.
  • Damit ist ein vielfältiger Einsatz der Vorrichtung für einen bedarfsgerechten Antrieb des Hilfsaggregats möglich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Soll die Elektromaschine zusätzlich zu dem Antrieb des Hilfsaggregates lediglich als Lichtmaschine dienen und/oder als Teil eins Hybridantriebs ausgebildet sein, so kann die Anbindung der Verbrennungskraftmaschine an die Elektromaschine über einen Freilauf realisiert werden. Diese Ausführung der mechanischen Verbindung als Freilauf ist kostengünstig realisierbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektromaschine als Startergenerator ausgebildet, wodurch sich die Anzahl der im Fahrzeug einzusetzenden Komponenten weiter verringert. Soll die Elektromaschine auch eine Anlasserfunktion für die Verbrennungskraftmaschine wahrnehmen, so muss eine mechanische Verbindung zwischen Elektro- und Verbrennungskraftmaschine gewählt werden, welche eine Kraft- und/oder Bewegungsübertragung der Elektromaschine auf die Verbrennungskraftmaschine erlaubt.
  • In einer bei ausreichendem axialen Bauraum bevorzugten Ausführungsform sind die Verbrennungskraftmaschine, die Elektromaschine, das Hilfsaggregat und das Antriebsgetriebe mit koaxialen Drehachsen ausgebildet, wobei die Drehachsen in Reihe angeordnet sind. In dieser Anordnung lässt sich bei ausreichendem axialen Bauraum die Zahl der eingesetzten Komponenten weiter verringern, da kein separater Antrieb des Hilfsaggregates notwendig ist. Das Hilfsaggregat ist dabei auch als ein Element der mechanischen Verbindung für eine Bewegungsübertragung zwischen dem Antriebsgetriebe und der Elektromaschine eingesetzt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Antrieb des Hilfsaggregates als wartungsfreier ölgeschmierter Bestandteil des Antriebsgetriebes ausgebildet. Bei bestimmten Kraftfahrzeugtypen ist so eine bauraumoptimierte Anordnung des Hilfsaggregates gegeben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einer Schwungmasse ausgebildet, welche zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsgetriebe angeordnet ist. Der Antrieb der Schwungmasse für eine Anlassfunktion der Verbrennungskraftmaschine erfolgt bevorzugt über eine als Impulsstartergenerator ausgebildete Elektromaschine mit separatem Drehzentrum. Durch die Ausbildung des Startergenerators als Impulsstartergenerator mit separatem Drehzentrum ist eine Vielzahl an möglichen Anordnungen der Elektromaschine und des Hilfsaggregates im Kraftfahrzeug gegeben. Somit lassen sich die Anordnungen gezielt bauraum- und/oder wirkungsgradoptimiert für einen speziellen Kraftfahrzeugtyp umsetzten. Die folgenden Ausführungsformen beschreiben mögliche Anordnungen.
  • In einer Ausführungsform ist die Verbindung zwischen der Schwungmasse und der Elektromaschine mit einer Welle ausgebildet ist, welche durch das Antriebsgetriebe geführt ist. Dabei ist eine Anordnung der Elektromaschine räumlich von der Schwungmasse getrennt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb der Elektromaschine bei einer derartigen Verbindung an die Schwungmasse als Bestandteil des Antriebsgetriebes ausgebildet.
  • Die Verbindung zwischen der Elektromaschine und dem Hilfsaggregat ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Riementrieb ausgebildet. Die Auslegung des Riementriebs ist wirkungsgradsoptimierbar und hängt nicht von der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine ab. Die Anordnung des Hilfsaggregates ist wartungsfreundlich wählbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Abbildungen zeigen in schematischen Darstellungen:
  • Fig. 1(a) eine Anordnung der Komponenten für einen Antrieb eines Hilfsaggregates bei Fahrzeugen mit einem Antriebsgetriebe, welches über eine lösbare mechanische Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist,
  • Fig. 1(b) eine Konfiguration für einen verbrennungsmotorischen Antrieb des Hilfsaggregates bei einer Anordnung gemäß Fig. 1(a),
  • Fig. 1(c) eine Konfiguration für einen elektromotorischen Antrieb des Hilfsaggregates bei einer Anordnung gemäß Fig. 1(a),
  • Fig. 1(d) eine Konfiguration für einen Antrieb unter Schwungausnutzung des Hilfsaggregates bei einer Anordnung gemäß Fig. 1(a),
  • Fig. 2 eine Reihenanordnung der Komponenten bei koaxialer Ausbildung der Drehachsen,
  • Fig. 3 eine Konfiguration für einen als Teil des Antriebsgetriebes ausgebildeten Antrieb des Hilfsaggregates,
  • Fig. 4 eine Basiskonfiguration für einen Antrieb des Hilfsaggregates bei Ausbildung mit einer Schwungmasse, und
  • Fig. 5 eine Basiskonfiguration für einen Antrieb des Hilfsaggregates bei Ausbildung mit Schwungmasse, wobei der Antrieb der Elektromaschine als Teil des Antriebsgetriebes ausgebildet ist.
  • Der erfindungsgemäße Antrieb des Hilfsaggregates ist bei Kraftfahrzeugen einsetzbar, welche mindestens verbrennungsmotorisch und - durch eine Unterbrechung der Verbindung zwischen Antriebsgetriebe und Verbrennungskraftmaschine - unter Schwungausnutzung betreibbar sind. Der Einsatz ist auch in einem Hybridantrieb denkbar, wobei das Antriebsgetriebe zusätzlich elektromotorisch antreibbar ist.
  • Fig. 1(a) zeigt die Basiskonfiguration einer Anordnung für einen Antrieb eines Hilfsaggregates 1 über eine als Generator oder Elektromotor betreibbare Elektromaschine 4. Die Elektromaschine 4 ist über mechanische Verbindungen 5, 6, welche mit Kupplungen 5a, 6a, ausgebildet sind, zum Einen mit einer Verbrennungskraftmaschine 3, zum Anderen mit einem Antriebsgetriebe 2 koppelbar. Eine mechanische Verbindung 7 zwischen Hilfsaggregat 1 und Elektromaschine 4 ist in der dargestellten Ausführungsform mit einem Riementrieb ausgebildet.
  • Die Elektromaschine 4 kann beispielsweise als Startergenerator mit einem außenliegenden Rotor ausgebildet sein, wobei der Rotor als Schwungrad ausgebildet ist. Durch Schließen der Kupplung 5a - und damit der mechanischen Verbindung 5 - ist die Verbrennungskraftmaschine 3 durch die motorisch betriebene Elektromaschine 4 anlassbar.
  • Die Fig. 1(b) bis (d) zeigen verschiedene Konfigurationen für einen verbrennungsmotorisch (b), elektromotorisch (c) oder unter Schwungsausnutzung (d) erfolgenden Antrieb des Hilfsaggregates 1 über die Elektromaschine 4 bei einer Anordnung der Komponenten 1, 2, 3, 4, 5a, 6a, 7 gemäß der in Fig. 1(a) dargestellten Basiskonfiguration.
  • In dem in Fig. 1(b) dargestellten verbrennungsmotorischen Fahrzeugbetrieb sind die Kupplung 5a zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und der Elektromaschine 4 und die Kupplung 6a zwischen der Elektromaschine 4 und dem Antriebsgetriebe 2 geschlossen. In dieser Anordnung ist sowohl das Antriebsgetriebe 2 als auch das Hilfsaggregat 1 durch den Verbrennungsmotor 2 antreibbar. Die Antriebsleistung ist über die Elektromaschine 4 auf das Antriebsgetriebe 2 und das Hilfsaggregat 1 übertragbar. Die Elektromaschine 4 wird bei verbrennungsmotorischem Fahrzeugbetrieb bevorzugt als Generator betrieben. Im Generatorbetrieb kann - zusätzlich zu der Übertragung der Antriebsleistung - ein nicht dargestellter Akkumulator durch die im Generatorbetrieb gewonnene elektrische Energie gespeist werden. Daneben ist bei dem in Fig. 1(b) dargestellten verbrennungsmotorischen Fahrzeugbetrieb auch ein Motorbetrieb der Elektromaschine 4 möglich. Durch den zusätzlichen Motorbetrieb der Elektromaschine 4 ist die Antriebsleistung aus der Verbrennungskraftmaschine 3 steigerbar.
  • Fig. 1(c) zeigt die Konfiguration für einen elektromotorischen Antrieb des Hilfsaggregates 1 durch die motorisch betriebene Elektromaschine 4 wie er beispielsweise im Fahrzeugstillstand bei stillgesetzter Verbrennungskraftmaschine 3 einsetzbar ist. Die Kupplungen 5a, 6a sind offen, so dass eine Bewegungsübertragung von der Elektromaschine 4 auf die Verbrennungskraftmaschine 3 und von der Elektromaschine 4 auf das Antriebsgetriebe 2 unterbunden ist.
  • Für einen elektromotorischen Antrieb des Antriebsgetriebes 2 durch die Elektromaschine 4 wird ausgehend von der in Fig. 1(c) dargestellten Anordnung die mechanische Verbindung zwischen Antriebsgetriebe 2 und Elektromaschine 4 durch Schließen der Kupplung 6a geschlossen.
  • Für ein Anlassen der Verbrennungskraftmaschine 3 durch eine als Startergenerator ausgebildete Elektromaschine 4 wird ausgehend von der in Fig. 1(c) dargestellten Anordnung die mechanische Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine 3 und Elektromaschine 4 durch Schließen der Kupplung 5a geschlossen.
  • In der in Fig. 1(d) dargestellten Schwungausnutzungsphase ist kein Antrieb des Antriebsgetriebes 2 durch die Verbrennungskraftmaschine 3 und/oder einen motorischen Betrieb der Elektromaschine 4 für eine Fahrzeugsollbewegung erforderlich. Die Verbrennungskraftmaschine 3 kann in dieser Phase für einen umweltfreundlichen Kraftfahrzeugbetrieb stillgesetzt werden und die Elektromaschine 4 ist bevorzugt als Generator betrieben. Die Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine 3 und Elektromaschine 4 ist derart unterbrochen, dass keine Bewegungsübertragung von der Elektromaschine 4 auf die Verbrennungskraftmaschine 3 erfolgt. Die Verbindung zwischen Antriebsgetriebe 2 und Elektromaschine 4 ist in dem dargestellten Betriebsfall über die geschlossene Kupplung 6a hergestellt. Dadurch kann die kinetische Energie aus der Kraftfahrzeugbewegung zum Einen in der als Generator betriebenen Elektromaschine 4 in elektrische Energie umgesetzt werden, zum Anderen ist die Bewegung über die Elektromaschine 4 bei geschlossener mechanischer Verbindung 7 auf das Hilfsaggregat 1 übertragbar und somit für den Antrieb des Hilfsaggregates 1 verwendbar. Ist die ausschließliche Energieversorgung des Hilfsaggregates 1 und des Antriebsgetriebes 2 durch die Kraftfahrzeugbewegung nicht ausreichend, so kann die Elektromaschine 4 zusätzlich als Motor betrieben werden.
  • Sinkt die Energieversorgung aus der Schwungausnutzung unter ein bestimmtes Niveau, so ist für den elektromotorischen Kraftfahrzeugbetrieb die Leistung der Elektromaschine 4 auf das Antriebsgetriebe 2 übertragbar. Alternativ kann die Verbrennungskraftmaschine 3 wieder gestartet werden. Ist die Elektromaschine als Startergenerator ausgeführt und die mechanische Verbindung zwischen Elektromaschine 4 und Verbrennungskraftmaschine 3 beispielsweise mit einer Kupplung 5a ausgebildet, so kann die Verbrennungskraftmaschine durch Schließen der Kupplung 5a angelassen werden.
  • ist die Verbindung 7 zwischen Hilfsaggregat und Elektromaschine mit einer nicht dargestellten Kupplung ausgebildet, so kann für zeitweise Leistungssteigerungen die Verbindung 7 unterbrochen werden und die verbrennungsmotorische, elektromotorische und/oder kinetische Energie ausschließlich für den Kraftfahrzeugantrieb genutzt werden.
  • Soll durch die eingesetzten Komponenten keine Anlasserfunktion wahrgenommen werden, so ist die in Fig. 1(a) dargestellte Verbindung 5 als Freilauf realisierbar. Über einen Freilauf ist die Bewegung von der Verbrennungskraftmaschine 3 auf die Elektromaschine 4 übertragbar, nicht jedoch die Bewegung von der Elektromaschine 4 auf die Verbrennungskraftmaschine 3.
  • Die Anordnung der Komponenten im Kraftfahrzeug ist abhängig von den Eigenarten des jeweiligen Kraftfahrzeugtyps. Die Fig. 2 bis 5 zeigen verschiedene Möglichkeiten für eine Anordnung der Komponenten 1, 2, 3, 4.
  • Fig. 2 zeigt eine Anordnung der Verbrennungskraftmaschine 3, der Elektromaschine 4, des Hilfsaggregates 1 und des Antriebsgetriebes 2 in Reihe, wobei die Komponenten mit koaxialen Drehachsen ausgebildet sind. Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist über die Verbindung 5 mit der Elektromaschine 4 gekoppelt. Das Hilfsaggregat 1 dient in dieser Ausführungsform auch als Element der mechanischen Verbindung 6zwischen Elektromaschine 4 und Antriebsgetriebe. Zusätzlich ist die Verbindung 6 mit einer Kupplung 6b ausgebildet, welche zwischen dem Hilfsaggregat 1 und dem Antriebsgetriebe 2 angeordnet ist. Bei Kraftfahrzeugtypen mit ausreichendem axialen Bauraum bietet diese Anordnung die Möglichkeit, einen separaten Antrieb des Hilfsaggregates 1 entfallen zu lassen.
  • Fig. 3 zeigt eine packageoptimierte Anordnung für einen Antrieb des Hilfsaggregates 1. Die Anordnung und die dargestellten Elemente stimmen dabei im wesentlichen mit der in Fig. 1(a) dargestellten Basiskonfiguration überein. Lediglich die in Fig. 1(a) als Riemenantrieb dargestellte Verbindung 7 zwischen Hilfsaggregat 1 und Elektromaschine 4 ist in der in Fig. 3 dargestellten Anordnung variiert und umfasst eine Welle 9 und einen Antrieb 8. Der Antrieb 8 des Hilfsaggregates 1 ist als wartungsfreier ölgeschmierter Bestandteil des Antriebsgetriebes 2 ausgebildet. Der Getriebedurchgriff erfolgt über die Welle 9. Diese Anordnung ist sowohl in einem Hybridantrieb einsetzbar, wobei beispielsweise bei stillgesetzter Verbrennungskraftmaschine 3 das Antriebsgetriebe 2 durch Öffnen der Verbindung 5 über die Elektromaschine 4 antreibbar ist, als auch bei einer Ausbildung der Elektromaschine 4 als Startergenerator, wobei durch Öffnen der Kupplung 6a zwischen der Elektromaschine 4 und dem Antriebsgetriebe 2 keine Bewegung von der Elektromaschine 4 auf das Antriebsgetriebe 2 übertragen wird.
  • Fig. 4 und 5 zeigen Basiskonfigurationen bei Ausbildungsformen mit einer Schwungmasse 11. Die Schwungmasse 11 ist durch die Kupplung 5c mit der Verbrennungskraftmaschine 3 und durch die Kupplung 6c mit dem Antriebsgetriebe 2 wirksam verbindbar. Die in Fig. 1(a) dargestellten mechanischen Verbindungen 5, 6 sind dabei teilweise über die Schwungmasse 11 hergestellt. In den Fig. 4 und 5 sind das Hilfsaggregat sowie dessen Anbindung an die Elektromaschine 4 nicht dargestellt. Es ist eine Vielzahl von Anbindungsmöglichkeiten denkbar. Die Anbindung kann beispielsweise über eine gemeinsame Drehachse der Elektromaschine 4 und des in Fig. 4 und 5 nicht dargestellten Hilfsaggregates 1 erfolgen. Daneben ist auch ein Übersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Räder-, Riemen- oder Kettentrieb, denkbar. Anbindungsmöglichkeiten mit Verwendung eines Kupplungselementes ermöglichen eine kurzfristige Leistungssteigerung für einen Antrieb des Antriebsgetriebes 2 durch Verbrennungskraftmaschine 3 und/oder Elektromaschine 4, benötigen aber auch zusätzliche Elemente für ein Schalten der Kupplung.
  • Fig. 4 zeigt eine wartungsfreundliche Anordnung der Elektromaschine 4 und des nicht dargestellten Hilfsaggregates 1. Dabei ist die Verbindung zwischen der Elektromaschine 4 und der Verbrennungskraftmaschine durch eine Kupplung 5c herstell- und lösbar. Die Verbindung zwischen der Elektromaschine 4 und dem Antriebsgetriebe 2 ist mit einer Kupplung 6c ausgebildet.
  • Neben dem in Fig. 4 als Riementrieb dargestellte Übersetzungsgetriebe 10 zwischen Schwungmasse 11 und Elektromaschine 4 sind auch andere Getriebearten einsetzbar. Eine geeignete Wahl der Getriebeart hängt z. B. von den Anforderungen an Geräuschemissionen und/oder Lebensdauer ab. Durch eine geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses ist die Starterfunktion optimierbar.
  • In Fig. 5 ist eine packageoptimierte Anordnung der Elektromaschine 4 dargestellt. Die Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine 3 und Elektromaschine 4 umfasst dabei einen Antrieb 13, welcher als wartungsfreier ölgeschmierter Bestandteil des Antriebsgetriebes 2 ausgebildet ist. Der Getriebedurchgriff erfolgt über eine Welle 12. Durch die Kupplung 5c zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und der Schwungmasse 11 ist die Verbrennungskraftmaschine 3 mit der Elektromaschine 4 wirksam verbindbar. Durch Schließen der Kupplung 6c ist eine Bewegung von der Elektromaschine 4 auf das Antriebsgetriebe 2 übertragbar. Durch Öffnen der Kupplung 6c ist eine Übertragung der Bewegung von der Elektromaschine 4 auf das Antriebsgetriebe 2 unterbrochen.
  • Die Auslegung eines als Hilfsaggregat 1 eingesetzten Klimakompressors und dessen Antrieb kann in allen Ausführungsformen gezielt wirkungsgradoptimiert erfolgen, da das jeweilige System nicht auf die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine 3 abgestimmt werden muss.
  • Nicht dargestellt in den Ausführungsformen sind die jeweiligen Anschlüsse der Verbindungselemente, insbesondere der Verbindungen 5, 6, an eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung liefert die Entsprechenden Signale für ein Öffnen und/oder Schließen der jeweiligen Kupplungen für eine Umsetzung eines gewünschten Fahrzeugbetriebs. Ist die Verbindung 5 mit einem Freilauf ausgebildet, so ist an dieser Stelle kein zusätzliches Steuersignal notwendig.

Claims (14)

1. Vorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten (1), insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit mindestens einem Antriebsgetriebe (2), wobei das Antriebsgetriebe (2) über eine lösbare mechanische Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) koppelbar ist, umfassend mindestens eine Elektromaschine (4), wobei die Elektromaschine (4) sowohl als Elektromotor als auch als Generator betreibbar ist, und die Elektromaschine (4) mit mindestens einem Hilfsaggregat (1) über eine mechanische Verbindung (7) antriebskoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektromaschine (4) mit mindestens einer mechanischen Verbindung (5) zu der Verbrennungskraftmaschine (3) ausgebildet ist,
wobei die Verbindung (5) mindestens derart herstellbar ist, dass die Elektromaschine (4) durch die Verbrennungskraftmaschine (3) antreibbar ist, und die Verbindung (5) mindestens derart lösbar ist, dass keine Bewegung von der Elektromaschine (4) auf die Verbrennungskraftmaschine (3) übertragen wird, und
die Elektromaschine (4) mit mindestens einer mechanischen Verbindung (6) zu dem Antriebsgetriebe (2) ausgebildet ist, wobei die Verbindung (6) wahlweise lösbar und herstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (5) zwischen der Elektromaschine (4) und der Verbrennungskraftmaschine (3) mit einem Freilauf ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (4) als Startergenerator ausgebildet ist, und die mechanische Verbindung (5) zwischen Verbrennungskraftmaschine (3) und Elektromaschine (4) wahlweise lösbar und herstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (3), die Elektromaschine (4), das Hilfsaggregat (1) und das Antriebsgetriebe (2) mit koaxialen Drehachsen ausgebildet sind, wobei die Drehachsen in Reihe angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (8) des Hilfsaggregates (1) als Teil des Antriebsgetriebes (2) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Schwungmasse (11) ausgebildet ist, welche zwischen der Verbrennungskraftmaschine (3) und dem Antriebsgetriebe (2) angeordnet und drehfest mit der Elektromaschine (4) verbunden ist, und die Schwungmasse (11) und die Elektromaschine (4) mit separaten Drehzentren ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (4) als ein Impulsstartergenerator ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Schwungmasse (11) und der Elektromaschine (4) mit einem Übersetzungsgetriebe (10) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Schwungmasse (11) und der Elektromaschine (4) mit einer Welle (12) ausgebildet ist, wobei die Welle (12) durch das Antriebsgetriebe (2) geführt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (13) der Elektromaschine (4) als Bestandteil des Antriebsgetriebes (2) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zwischen der Elektromaschine (4) und dem Hilfsaggregat (1) mit einem Riementrieb ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsaggregat (1) als Klimakompressor ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Hilfsaggregates (1) an die Elektromaschine (4) mit einer Kupplung ausgebildet ist.
14. Verfahren zum Antrieb eines Hilfsaggregates (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass bei eingeschaltetem Hilfsaggregat (1) die Verbindung zwischen der Elektromaschine (4) und Hilfsaggregat (1) geschlossen ist,
dass bei laufender Verbrennungskraftmaschine (3) und eingeschaltetem Hilfsaggregat (1) die Verbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine (3) und Hilfsaggregat (1) antreibend geschlossen ist, wobei für einen Kraftfahrzeugstillstand die Verbindung (6) zwischen Elektromaschine (4) und Antriebsgetriebe (2) gelöst ist, und für einen Antrieb des Antriebgetriebes (2) die Verbindung (6) zwischen Elektromaschine (4) und Antriebsgetriebe (2) geschlossen ist, und
dass bei stillstehender Verbrennungskraftmaschine (3) die Verbindung (5) zwischen Verbrennungskraftmaschine (3) und Elektromaschine (4) derart gelöst ist, dass keine Bewegung von der Elektromaschine (4) auf die Verbrennungskraftmaschine (3) übertragen wird, wobei bei Kraftfahrzeugstillstand die Verbindung (6) zwischen Elektromaschine (4) und Antriebsgetriebe (2) gelöst ist, und bei Schwungausnutzung die Verbindung (6) zwischen Elektromaschine (4) und Antriebsgetriebe (2) geschlossen ist.
DE2001159210 2001-11-28 2001-11-28 Antrieb von Hilfsaggregaten Withdrawn DE10159210A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001159210 DE10159210A1 (de) 2001-11-28 2001-11-28 Antrieb von Hilfsaggregaten
DE50212083T DE50212083D1 (de) 2001-11-28 2002-11-25 Antrieb von hilfsaggregaten
EP02787809A EP1451457B1 (de) 2001-11-28 2002-11-25 Antrieb von hilfsaggregaten
PCT/EP2002/013246 WO2003046350A1 (de) 2001-11-28 2002-11-25 Antrieb von hilfsaggregaten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001159210 DE10159210A1 (de) 2001-11-28 2001-11-28 Antrieb von Hilfsaggregaten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10159210A1 true DE10159210A1 (de) 2003-06-18

Family

ID=7707799

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001159210 Withdrawn DE10159210A1 (de) 2001-11-28 2001-11-28 Antrieb von Hilfsaggregaten
DE50212083T Expired - Lifetime DE50212083D1 (de) 2001-11-28 2002-11-25 Antrieb von hilfsaggregaten

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50212083T Expired - Lifetime DE50212083D1 (de) 2001-11-28 2002-11-25 Antrieb von hilfsaggregaten

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1451457B1 (de)
DE (2) DE10159210A1 (de)
WO (1) WO2003046350A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012216134A1 (de) 2012-09-12 2014-03-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung für ein Fahrzeug
DE102014220938A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Continental Automotive Gmbh Fahrzeug-Antriebsstrang
DE102014226581A1 (de) 2014-12-19 2016-06-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb mindestens eines Nebenaggregates eines Kraftfahrzeuges
DE102016005804A1 (de) * 2016-05-11 2017-11-16 Audi Ag Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
DE102021204599A1 (de) 2021-05-06 2022-11-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug umfassend einen Antriebsstrang und eine Klimatisierungseinrichtung
DE102022114522B3 (de) 2022-06-09 2023-05-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502006005981D1 (de) * 2006-07-17 2010-03-11 Ig El Ingenieur Gemeinschaft E Kühlsystem insbesondere für ein Fahrzeug
US8167062B2 (en) * 2009-05-21 2012-05-01 Tognum America Inc. Power generation system and method for assembling the same
AT512059B1 (de) * 2011-10-27 2013-12-15 Hitzinger Gmbh Vorrichtung für einen unterbrechungsfreien mechanischen antrieb, insbesondere einer pumpe
CN102953807A (zh) * 2012-11-01 2013-03-06 双悦（福建）动力机械有限公司 多功能汽油发电机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19748423A1 (de) * 1997-11-03 1999-02-18 Daimler Benz Ag Vorrichtung zum Betreiben von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeuges und Verfahren zum Betreiben der Nebenaggregate in bestimmten Betriebszuständen
DE19956384C1 (de) * 1999-11-24 2000-11-16 Bosch Gmbh Robert Impulsstartverfahren und Impulsstartvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE19738250C2 (de) * 1997-09-02 2000-11-16 Daimler Chrysler Ag Kraftfahrzeugklimaanlage mit Kompressoreinheit
DE10036504A1 (de) * 1999-08-02 2001-02-08 Luk Lamellen & Kupplungsbau Antriebsstrang
DE19955069A1 (de) * 1999-11-15 2001-05-23 Bosch Gmbh Robert Drehmomentübertragungseinrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513710B4 (de) * 1994-04-20 2006-05-04 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage und Anordnung derselben in einem Kraftfahrzeug
AU1148700A (en) * 1998-09-09 2000-03-27 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh Drive train
DE10001436A1 (de) * 1999-02-01 2000-08-17 Bosch Gmbh Robert Antriebsanordnung für wenigstens ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb der Antriebsanordnung
DE19932061A1 (de) * 1999-07-12 2001-01-18 Volkswagen Ag Antriebsvorrichtung
DE19953857A1 (de) 1999-11-09 2001-05-10 Delphi Tech Inc Betriebsvorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738250C2 (de) * 1997-09-02 2000-11-16 Daimler Chrysler Ag Kraftfahrzeugklimaanlage mit Kompressoreinheit
DE19748423A1 (de) * 1997-11-03 1999-02-18 Daimler Benz Ag Vorrichtung zum Betreiben von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeuges und Verfahren zum Betreiben der Nebenaggregate in bestimmten Betriebszuständen
DE10036504A1 (de) * 1999-08-02 2001-02-08 Luk Lamellen & Kupplungsbau Antriebsstrang
DE19955069A1 (de) * 1999-11-15 2001-05-23 Bosch Gmbh Robert Drehmomentübertragungseinrichtung
DE19956384C1 (de) * 1999-11-24 2000-11-16 Bosch Gmbh Robert Impulsstartverfahren und Impulsstartvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012216134A1 (de) 2012-09-12 2014-03-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung für ein Fahrzeug
DE102014220938A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Continental Automotive Gmbh Fahrzeug-Antriebsstrang
DE102014226581A1 (de) 2014-12-19 2016-06-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb mindestens eines Nebenaggregates eines Kraftfahrzeuges
DE102016005804A1 (de) * 2016-05-11 2017-11-16 Audi Ag Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
DE102016005804B4 (de) * 2016-05-11 2020-03-05 Audi Ag Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
DE102021204599A1 (de) 2021-05-06 2022-11-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug umfassend einen Antriebsstrang und eine Klimatisierungseinrichtung
DE102022114522B3 (de) 2022-06-09 2023-05-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003046350A1 (de) 2003-06-05
EP1451457B1 (de) 2008-04-09
EP1451457A1 (de) 2004-09-01
DE50212083D1 (de) 2008-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1069310B1 (de) Antriebsvorrichtung
DE102010060140B4 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
DE102005024359B4 (de) Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
WO2012025080A1 (de) Antriebsstrang
DE10057798A1 (de) Kraftfahrzeugantrieb
DE102005033268A1 (de) Zusatzmaschine, welche durch eine Kraftmaschine und einen Motor angetrieben wird und zum Kraftmaschinenstart befähigt ist
WO2001007280A1 (de) Antriebssystem für kraftfahrzeuge
DE102006060889A1 (de) Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine
EP0941883A2 (de) Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE10254701A1 (de) Antriebseinheit für Zubehör eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb
EP1870273B1 (de) Hybridfahrzeug
DE102010017760A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
DE102006053139B4 (de) Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine
DE10159210A1 (de) Antrieb von Hilfsaggregaten
DE102013100880A1 (de) Antriebstrang für ein Fahrzeug
DE102007062237A1 (de) Antriebsmodul
EP1185430B1 (de) Antriebsvorrichtung für wenigstens ein nebenaggregat
WO2018113832A1 (de) Antriebsanordnung und kraftfahrzeug
DE102005012837A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
WO2018192892A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridfahrzeug
DE102017211711A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
WO2020030212A1 (de) Elektromechanische antriebsanordnung für ein kraftfahrzeug
DE4137535A1 (de) Maschinensatz zur energieversorgung
DE10203259A1 (de) Antrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102009013945B4 (de) Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee