DE102010060072B4 - Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben - Google Patents

Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben Download PDF

Info

Publication number
DE102010060072B4
DE102010060072B4 DE102010060072.5A DE102010060072A DE102010060072B4 DE 102010060072 B4 DE102010060072 B4 DE 102010060072B4 DE 102010060072 A DE102010060072 A DE 102010060072A DE 102010060072 B4 DE102010060072 B4 DE 102010060072B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric machine
internal combustion
combustion engine
starter device
coupling
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.)
Active
Application number
DE102010060072.5A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010060072A1 (de
Inventor
Thomas Laube
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.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche 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 Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102010060072.5A priority Critical patent/DE102010060072B4/de
Publication of DE102010060072A1 publication Critical patent/DE102010060072A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010060072B4 publication Critical patent/DE102010060072B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • 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
    • 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
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/022—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch
    • 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
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/08—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing being of friction type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0688—Engine temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18018—Start-stop drive, e.g. in a traffic jam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/192—Mitigating problems related to power-up or power-down of the driveline, e.g. start-up of a cold engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D2041/0265—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to decrease temperature of the exhaust gas treating apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (10), und mit einer Startereinrichtung (18) für den Verbrennungsmotor (10), wobei die Startereinrichtung (18) eine elektrische Maschine (19) umfasst, wobei eine Welle (20) der elektrischen Maschine (19) der Startereinrichtung (18) derart über eine Kopplungseinrichtung (21) an eine Welle (22) des Verbrennungsmotors (10) gekoppelt ist, dass die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) zum Starten des Verbrennungsmotors (10) motorisch und zum Erzeugen von elektrischem Strom vom Verbrennungsmotor (10) aus generatorisch betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (20) der elektrischen Maschine (19) der Startereinrichtung (18) ein Gebläserad (26) positioniert ist, welches sowohl bei motorisch als auch bei generatorisch betriebener elektrischer Maschine (19) dreht und einen Kühlluftstrom erzeugt, und dass zwischen das Gebläserad (26) und die Kopplungseinrichtung (21) eine Kupplung (28), die abhängig vom Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Verbrennungsmotors, geöffnet oder geschlossen ist, und/oder ein Getriebe geschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsaggregats.
  • Aus der Praxis bekannte Kraftfahrzeuge mit einem zumindest einen Verbrennungsmotor aufweisenden Antriebsaggregat verfügen über eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, um Abgas, welches den Verbrennungsmotor verlässt, einer Abgasnachbehandlung zu unterziehen. Bei der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann es sich um einen Katalysator und/oder einen Partikelfilter handeln. Gegebenenfalls kann in Kombination mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Abgasturbolader zum Einsatz kommen. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs wird zunehmend in mittelbarer Nähe des Verbrennungsmotors positioniert. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein Katalysator der Abgasnachbehandlungseinrichtung möglichst schnell seine Betriebstemperatur erreicht und demnach möglichst schnell geforderte Emissionsgrenzwerte einhält. So ist es-zum Beispiel aus der Praxis bereits bekannt, Katalysatoren unmittelbar nach einem Abgaskrümmer oder Abgasturbolader zu positionieren. Insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug über kompakte Abmessungen verfügt und weitere Baugruppen mit geringem Abstand zur Abgasnachbehandlungseinrichtung zu verbauen sind, sind sämtliche Bauteile in unmittelbarer Umgebung der Abgasnachbehandlungseinrichtung hohen thermischen Belastungen ausgesetzt.
  • Um nicht zulässige Grenztemperaturen für solche Bauteile zu überschreiten, kann es erforderlich sein, die Abgasnachbehandlungseinrichtung inklusive der Abgaskrümmer und eines gegebenenfalls vorhandenen Abgasturboladers thermisch zu isolieren und die Isolation gegebenenfalls aktiv zu belüften. Eine thermische Isolierung über sogenannte Kapselungen ist aufwendig und teuer. Bei einer aktiven Belüftung besteht die Schwierigkeit, einen ausreichend bemessenen Kühlluftstrom zu erzeugen und für Bauteile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, eine ausreichende Wärmeabfuhr zu gewährleisten.
  • So besteht bei rein elektrisch angetriebenen Belüftungseinrichtungen das Problem, dass dieselben entweder keinen ausreichenden Kühlluftstrom zur Belüftung bereitstellen können oder die Bereitstellung eines entsprechenden Kühlluftstroms große elektrische Maschinen benötigen, die über eine hohe Leistungsaufnahme verfügen.
  • Mechanisch vom Verbrennungsmotor aus angetriebenen Belüftungseinrichtungen können zwar einen ausreichenden großen Kühlluftstrom zur Belüftung im Fahrbetrieb und bei laufendem Verbrennungsmotor gewährleisten, im Standfall des Kraftfahrzeugs und bei stillstehendem Verbrennungsmotor können dieselben jedoch keinen Kühlluftstrom bereitstellen.
  • Aus der US 6 910 453 B2 ist ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs bekannt, das über eine Startereinrichtung für den Verbrennungsmotor verfügt. Die Startereinrichtung umfasst nach diesem Stand der Technik eine elektrische Maschine, wobei eine Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung über eine Kopplungseinrichtung an eine Welle des zu startenden Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Zum Starten des Verbrennungsmotors wird die elektrische Maschine motorisch betrieben und treibt über die Kopplungseinrichtung die Welle des Verbrennungsmotors an. Zum Erzeugen von elektrischem Strom kann die elektrische Maschine des Startergenerators auch generatorisch betrieben werden, wobei dann der Verbrennungsmotor über die Kopplungseinrichtung die Welle der generatorisch betriebenen, elektrischen Maschine der Startereinrichtung antreibt.
  • Aus der DE 100 37 094 A1 ist weiterer Stand der Technik bekannt. DE 100 37 094 A1 offenbart ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor. Das Antriebsaggregat weist weiterhin eine Lichtmaschine und eine Arbeitsmaschine auf.
  • Hiervon ausgehend liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsaggregats zu schaffen, welches eine verbesserte Belüftung der Abgasnachbehandlungseinrichtung und damit verbesserte Kühlung benachbarter Baugruppen der Abgasnachbehandlungseinrichtung erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsaggregat gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist auf der Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung ein Gebläserad positioniert, welches sowohl bei motorisch betriebener elektrischer Maschine der Startereinrichtung als auch bei generatorisch betriebener elektrischer Maschine der Startereinrichtung der Startereinrichtung dreht und einen Kühlluftstrom erzeugt, wobei zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung eine Kupplung, die abhängig vom Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Verbrennungsmotors, geöffnet oder geschlossen ist, und/oder ein Getriebe geschaltet ist.
  • Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, auf der Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung für den Verbrennungsmotor ein Gebläserad zu positionieren. Sowohl bei motorisch betriebener elektrischer Maschine der Startereinrichtung als auch bei generatorisch betriebener elektrischer Maschine der Startereinrichtung kann so vom Gebläserad ein Kühlluftstrom für die Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie benachbarter Baugruppen bereitgestellt werden.
  • Zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung, über welche die Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung an die Welle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, ist eine Kupplung geschaltet, die abhängig von Betriebsmodus des Verbrennungsmotors geöffnet oder geschlossen ist.
  • Das auf der Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung positionierte Gebläserad kann auch unabhängig vom Verbrennungsmotor betrieben werden und auch im Stillstand des Kraftfahrzeugs und bei stillstehendem Verbrennungsmotor einen ausreichenden Kühlluftstrom zur Kühlung der Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie benachbarter Baugruppen bereitstellen.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung über eine Lagerung, die radiale Kräfte und axiale Kräfte aufnimmt, gelagert, wobei ein Abstand zwischen der Lagerung und der Kopplungseinrichtung minimiert ist. Über die Lagerung können radiale Kräfte und axiale Kräfte, die auf die Welle der elektrischen Maschine der Startereinrichtung wirken, abgefangen werden. Somit kann die in diese Welle integrierte Kupplung, die zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung geschaltet ist, stets sicher geöffnet und geschlossen werden.
  • Vorzugsweise sind die elektrischen Maschine der Startereinrichtung, das Gebläserad und die Kupplung zu einer Einheit zusammengefasst, wobei eine Nabe des Gebläserads einen Kupplungskorb der Kupplung bildet und direkt an der elektrischen Maschine sitzt. Dann, wenn die elektrische Maschine der Startereinrichtung, das Gebläserad und die Kupplung zu einer Einheit zusammen gefasst sind, kann der benötigte Bauraum reduziert werden.
  • Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsaggregats ist in Anspruch 8 definiert. Hiernach wird im Betriebsmodus „Motorstart“ zum Starten des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine der Startereinrichtung die zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung geschaltete Kupplung geschlossen und die elektrische Maschine der Startereinrichtung motorisch betrieben, wohingegen im Betriebsmodus „Motorbetrieb“ zum Erzeugen elektrischer Energie über die elektrische Maschine der Startereinrichtung die zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung geschaltete Kupplung geschlossen und die elektrische Maschine der Startereinrichtung über den Verbrennungsmotor generatorisch betrieben wird.
  • Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsaggregats, welches vorzugsweise in Kombination mit dem Verfahren nach Anspruch 8 Verwendung findet, ist in Anspruch 9 definiert. Hiernach wird im Betriebsmodus „Gebläsenachlaufen“ bei stillstehendem Verbrennungsmotor die zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung geschaltete Kupplung geöffnet und die elektrische Maschine der Startereinrichtung motorisch betrieben.
  • Ein drittes erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsaggregats, welches vorzugsweise in Kombination mit dem Verfahren nach Anspruch 8 und/oder dem Verfahren nach Anspruch 9 Verwendung findet, ist in Anspruch 10 definiert. Hiernach wird im Betriebsmodus „Warmlaufen“ bei laufendem Verbrennungsmotor die zwischen das Gebläserad und die Kopplungseinrichtung geschaltete Kupplung geöffnet und die elektrische Maschine der Startereinrichtung stillgesetzt.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematisierte Darstellung eines Verbrennungsmotors und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs;
    • 2 ein Detail der Anordnung der 1; und
    • 3 ein alternatives Detail der Anordnung der 1.
  • Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs, wobei 1 Baugruppen eines Kraftfahrzeugs stark schematisiert zeigt.
  • So zeigt 1 ein Antriebsaggregat, das von einem Verbrennungsmotor 10 gebildet ist. Der Verbrennungsmotor 10 verfügt über Zylinder 11, in welchen Kraftstoff verbrannt wird, wobei hierbei entstehendes Abgas über einen Abgaskrümmer 12 vom Verbrennungsmotor 10 abgeführt und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 zugeführt wird. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Katalysator 15, wobei dem Katalysator 15 ein Abgasturbolader 14 vorgeschaltet ist. Abgas, welches über den Abgaskrümmer 12 ausgehend von den Zylindern 11 des Verbrennungsmotors 10 abgeführt wird, gelangt in den Bereich einer Turbine 16 des Abgasturboladers 14 und wird in der Turbine 16 entspannt, um einen Verdichter 17 des Abgasturboladers 14 anzutreiben. Abgas, welches die Turbine 16 des Abgasturboladers 14 durchströmt hat, gelangt anschließend in den Bereich des Katalysators 15 und damit der Abgasnachbehandlungseinrichtung 13. Im Verdichter 17 des Abgasturboladers 14 verdichtete Ladeluft wird dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt.
  • Dem Verbrennungsmotor 10 ist eine Startereinrichtung 18 zugeordnet. Mit der Startereinrichtung 18 kann der Verbrennungsmotor 10 gestartet werden, um so zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug eine Start-Stopp-Funktion für den Verbrennungsmotor 10 bereitzustellen. Eine solche Start-Stopp-Funktion des Verbrennungsmotors 10 ist sowohl bei Kraftfahrzeugen mit einem rein verbrennungsmotorischen Antriebsaggregat als auch bei Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb einsetzbar.
  • Die Startereinrichtung 18 des Verbrennungsmotors 10 verfügt über eine elektrische Maschine 19, die motorisch und generatorisch betrieben werden kann.
  • Eine Welle 20 der elektrischen Maschine 19 der Startereinrichtung 18 ist über eine Kopplungseinrichtung 21 mit einer Welle 22 des Verbrennungsmotors 10 gekoppelt. Dann, wenn die Startereinrichtung 18 als Riemenstartergenerator ausgeführt ist, handelt es sich bei der Kopplungseinrichtung 21 um einen Riementrieb. Obwohl ein solcher Riementrieb bevorzugt ist, kann die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 mit dem Verbrennungsmotor 10 auch über einen Kettentrieb oder Stirnradtrieb oder auf andere Art und Weise gekoppelt sein.
  • Im Ausführungsbeispiel der 1, in welchem die Kopplungseinrichtung 21 als Riementrieb ausgeführt ist, ist sowohl auf der Welle 20 des Verbrennungsmotors 19 als auch auf der Welle 22 des Verbrennungsmotors 10 jeweils eine Riemenscheibe 23 bzw. 24 positioniert, die über einen Riemen 25 gekoppelt sind.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist auf der Welle 20 der elektrischen Maschine 19 der Startereinrichtung 18 ein Gebläserad 26 positioniert. Das Gebläserad 26 dreht sowohl bei motorisch betriebener elektrischer Maschine 19 als auch bei generatorisch betriebener elektrischer Maschine 19 und kann demnach in beiden Betriebsmodi der elektrischen Maschine 19 des Startergenerators 18 einen Kühlluftstrom 27 für die Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 sowie im Bereich der Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 verbaute Baugruppen wie den Abgasturbolader 14 bereitstellen. Zwischen das Gebläserad 26 und die Kopplungseinrichtung 21, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen das Gebläserad 26 und die auf der Welle 20 der elektrischen Maschine 19 positionierte Riemenscheibe 23 der als Riementrieb ausgebildeten Kopplungseinrichtung 21, ist eine schaltbare Kupplung 28 geschaltet, die abhängig vom Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, insbesondere abhängig vom Betriebsmodus des Verbrennungsmotors 10 des Kraftfahrzeugs, geöffnet oder geschlossen ist bzw. wird.
  • Im sogenannten Betriebsmodus „Motorstart“, in welchem der Verbrennungsmotors 10 des Kraftfahrzeugs über die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 gestartet wird, wird die zwischen das Gebläserad 26 und die Kopplungseinrichtung 21 geschaltete Kupplung 28 geschlossen und die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 motorisch betrieben. In diesem Zustand kann demnach die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 die Welle 22 des Verbrennungsmotors 10 antreiben. Hierbei dreht auch das Gebläserad 26 und stellt einen Kühlluftstrom 27 bereit. Dieser Betriebsmodus kann sowohl beim Kaltstart als auch bei einer Start-Stopp-Funktion des Kraftfahrzeugs beim Warmstart an zum Beispiel einer Ampel oder einer Kreuzung genutzt werden.
  • Die Ansteuerung der Kupplung 28 abhängig vom Betriebsmodus des Verbrennungsmotors 10 erfolgt vorzugsweise über ein Motorsteuergerät 29 des Verbrennungsmotors 10, wobei das Motorsteuergerät 29 die elektrischen Maschine 19 abhängig vom Betriebsmodus des Verbrennungsmotors 10 motorisch oder generatorisch betreibt.
  • In einem sogenannten Betriebsmodus „Motorbetrieb“, in welchem der Verbrennungsmotor 10 läuft, wird zum Erzeugen elektrischer Energie über die elektrische Maschine 18 der Startereinrichtung 19 die zwischen das Gebläserad 26 und die Kopplungseinrichtung 21 geschaltete Kupplung 28 ebenfalls geschlossen, wobei jedoch die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 in diesem Fall generatorisch betrieben wird. In diesem Fall kann dann von der elektrischen Maschine 19 elektrischer Strom für Nebenverbraucher oder zum Laden eines elektrischen Energiespeichers erzeugt werden. In diesem Zustand dreht das Gebläserad 26 und stellt einen Kühlluftstrom 27 bereit.
  • In einem sogenannten Betriebsmodus „Mildhybrid“, der auch als „Unterstützungsmodus“ bezeichnet werden kann, läuft der Verbrennungsmotor 10 und die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 wird motorisch betrieben, um den Verbrennungsmotor 10 zu unterstützen, wobei in diesem Betriebsmodus die Kupplung 28 geschlossen wird bzw. ist. Die Nutzungsdauer dieses Betriebsmodus Mildhybrid hängt im Wesentlichen von der Kapazität bzw. dem Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers ab.
  • Im sogenannten Betriebsmodus „Gebläsenachlaufen“ wird bei stillstehendem Verbrennungsmotor 10 die zwischen das Gebläserad 26 und die Kopplungseinrichtung 21 geschaltete Kupplung 28 geöffnet und die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 motorisch betrieben. In diesem Betriebsmodus kann nach dem Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wenn dieses abgestellt wird, dem Phänomen des sogenannten Nachheizens entgegen gewirkt werden.
  • Bei abgestelltem Kraftfahrzeug mit stillstehendem Verbrennungsmotor 10 kann bei geöffneter Kupplung 28 das Gebläserad 26 von der elektrischen Maschine 19 der Startereinrichtung 18 betrieben werden, um so bei abgestelltem Kraftfahrzeug einen ausreichenden Kühlluftstrom 27 bereitzustellen und von den heißen Baugruppen des Kraftfahrzeugs, die noch eine hohe thermische Energie abstrahlen, Wärme abzuführen.
  • Der Betrieb des Gebläserads 26 ist in diesem Betriebsmodus „Gebläsenachlaufen“ durch die Kapazität eines elektrischen Energiespeichers, dem der Startergenerator 18 Energie entnimmt, beschränkt bzw. limitiert.
  • In einem weiteren Betriebsmodus „Warmlaufen“ wird bei laufendem Verbrennungsmotor 10 die zwischen das Gebläserad 26 und die Kopplungseinrichtung 21 geschaltete Kupplung 28 geöffnet und die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 stillgesetzt. In diesem Fall kann dann bei laufendem Verbrennungsmotor 10 das Gebläserad 26 stillgesetzt werden, um so zum Beispiel bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors eine schnelle Aufheizung der Abgasriachbehandlungseinrichtung 13 auf Betriebstemperatur zu ermöglichen.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist, wie 2 zeigt, die Welle 20 der elektrischen Maschine 19 der Startereinrichtung 18 über eine Lagerung 30, die sowohl axiale Kräfte als auch radiale Kräfte aufnimmt, gelagert. Diese Lagerung 30 ist zwischen der Kopplungseinrichtung 21, nämlich gemäß 2 zwischen der Riemenscheibe 23 der Kopplungseinrichtung 21, und der Kupplung 28 positioniert, wobei ein Abstand zwischen der Lagerung 28 und der Kopplungseinrichtung 21 minimiert ist. Durch die Minimierung des Abstands zwischen der Lagerung 30 und der Kopplungseinrichtung 21, nämlich in 2 der Riemenscheibe 23 der Kopplungseinrichtung 21, wird der Hebelarm zwischen der Riemenscheibe 23 und der Lagerung 30 reduziert und so die Belastung der Lagerung 30 gering gehalten.
  • Gemäß 2 ist die Lagerung 30 über Querstege 31 an einem Strömungskanal für die Kühlluftströmung 27 gehalten bzw. geführt, wobei die elektrische Maschine 19 über Querstege 32 an diesem Strömungskanal gehalten bzw. geführt ist. Dabei sind diese Querstege 31 und 32 vorzugsweise im Sinne eines Strömungsprofils konstruiert, um die Kühlluftströmung 27 verlustfrei zu leiten bzw. zu führen.
  • In der Weiterbildung der 3 sind die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18, das Gebläserad 26 sowie die Kupplung 28 zu einer Einheit zusammengefasst, wobei ein Nabe 33 des Gebläserads 26 einen Kupplungskorb 34 der Kupplung 28 bildet und direkt an der elektrischen Maschine 19 der Startereinrichtung 18 sitzt.
  • Dadurch kann der benötigte Bauraum reduziert werden, weiterhin können Kosten eingespart werden.
  • Die hier vorliegende Erfindung schlägt demnach ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor 10 vor, dem eine Startereinrichtung 18 zugeordnet ist, wobei auf einer Welle der Startereinrichtung 18, nämlich auf der Welle 20 der elektrischen Maschine 19 der Startereinrichtung 18, ein Gebläserad 26 positioniert ist. Zwischen dem Gebläserad 26 und einer Kopplungseinrichtung 21 zur Kopplung der Startereinrichtung 18 an den Verbrennungsmotor 10 ist eine Kupplung 28 geschaltet, die abhängig vom Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, insbesondere abhängig vom Betriebsmodus des Verbrennungsmotors 10, geöffnet oder geschlossen ist. Die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 wird abhängig vom Betriebsmodus des Verbrennungsmotors 10 motorisch oder generatorisch betrieben. Das Gebläserad 26 kann an den Verbrennungsmotor 10 angekoppelt sowie von demselben abgekoppelt werden. Das Gebläserad 26 kann demnach wahlweise durch den Verbrennungsmotor 10 oder die elektrische Maschine 19 der Startereinrichtung 18 angetrieben werden. Insbesondere kann nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs bei still gesetztem Verbrennungsmotor 10 ein ausreichend großer Kühlluftvolumenstrom 27 bereitgestellt werden.
  • Um variable Drehzahlen des Gebläserads 26 und der elektrischen Maschine 19 sowie eine einfache Drehrichtungsumkehr derselben zu ermöglichen, kann die elektrische Maschine 19 und das Gebläserad 26 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 35 (siehe 2), insbesondere eines Platenengetriebes, an die Kopplungseinrichtung 21 angebunden sein. Gegebenenfalls kann dann die Kupplung 28 auch entfallen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    11
    Zylinder
    12
    Abgaskrümmer
    13
    Abgasnachbehandlungseinrichtung
    14
    Abgasturbolader
    15
    Katalysator
    16
    Turbine
    17
    Verdichter
    18
    Startereinrichtung
    19
    elektrische Maschine
    20
    Welle
    21
    Kopplungseinrichtung
    22
    Welle
    23
    Riemenscheibe
    24
    Riemenscheibe
    25
    Riemen
    26
    Gebläserad
    27
    Kühlluftvolumenstrom
    28
    Kupplung
    29
    Motorsteuergerät
    30
    Lagerung
    31
    Quersteg
    32
    Quersteg
    33
    Nabe
    34
    Kupplungskorb
    35
    Getriebe

Claims (10)

  1. Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (10), und mit einer Startereinrichtung (18) für den Verbrennungsmotor (10), wobei die Startereinrichtung (18) eine elektrische Maschine (19) umfasst, wobei eine Welle (20) der elektrischen Maschine (19) der Startereinrichtung (18) derart über eine Kopplungseinrichtung (21) an eine Welle (22) des Verbrennungsmotors (10) gekoppelt ist, dass die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) zum Starten des Verbrennungsmotors (10) motorisch und zum Erzeugen von elektrischem Strom vom Verbrennungsmotor (10) aus generatorisch betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (20) der elektrischen Maschine (19) der Startereinrichtung (18) ein Gebläserad (26) positioniert ist, welches sowohl bei motorisch als auch bei generatorisch betriebener elektrischer Maschine (19) dreht und einen Kühlluftstrom erzeugt, und dass zwischen das Gebläserad (26) und die Kopplungseinrichtung (21) eine Kupplung (28), die abhängig vom Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Verbrennungsmotors, geöffnet oder geschlossen ist, und/oder ein Getriebe geschaltet ist.
  2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startereinrichtung (18) für den Verbrennungsmotor (10) ein Riemenstartergenerator ist, dass die Kopplungseinrichtung (21) ein Riementrieb ist, und dass die Kupplung (28) zwischen eine auf der Welle (20) der elektrischer Maschine (19) positionierte Riemenscheibe (23) des Riementriebs und das Gebläserad (26) geschaltet ist.
  3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) der elektrischen Maschine (19) der Startereinrichtung über eine Lagerung (30), die radiale Kräfte und axiale Kräfte aufnimmt, gelagert ist.
  4. Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (30) zwischen der Kopplungseinrichtung (21) und der Kupplung (28) positioniert ist.
  5. Antriebsaggregat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen der Lagerung (30) und der Kopplungseinrichtung (21) minimiert ist.
  6. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschine (19) der Startereinrichtung (18), das Gebläserad (26) und die Kupplung (28) zu einer Einheit zusammengefasst sind, wobei eine Nabe (33) des Gebläserads (26) einen Kupplungskorb (34) der Kupplung (28) bildet und direkt an der elektrischen Maschine (19) sitzt.
  7. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorsteuerungseinrichtung (29) die Kupplung (28) und die elektrischen Maschine (19) abhängig vom Betriebsmodus des Verbrennungsmotors nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10 betreibt.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsaggregats nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betriebsmodus Motorstart zum Starten des Verbrennungsmotors (10) über die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) die zwischen das Gebläserad (26) und die Kopplungseinrichtung (21) geschaltete Kupplung (28) geschlossen und die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) motorisch betrieben wird, wohingegen im Betriebsmodus Motorbetrieb zum Erzeugen elektrischer Energie über die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) die zwischen das Gebläserad (26) und die Kopplungseinrichtung (21) geschaltete Kupplung (18) geschlossen und die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) über den Verbrennungsmotor (10) generatorisch betrieben wird.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsaggregats nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betriebsmodus Gebläsenachlaufen bei stillstehendem Verbrennungsmotor (10) die zwischen das Gebläserad (26) und die Kopplungseinrichtung (21) geschaltete Kupplung (28) geöffnet und die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) motorisch betrieben wird.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsaggregats nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betriebsmodus Warmlaufen bei laufendem. Verbrennungsmotor (10) die zwischen das Gebläserad (26) und die Kopplungseinrichtung (21) geschaltete Kupplung (28) geöffnet und die elektrische Maschine (19) der Startereinrichtung (18) stillgesetzt wird.
DE102010060072.5A 2010-10-20 2010-10-20 Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben Active DE102010060072B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010060072.5A DE102010060072B4 (de) 2010-10-20 2010-10-20 Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010060072.5A DE102010060072B4 (de) 2010-10-20 2010-10-20 Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010060072A1 DE102010060072A1 (de) 2012-06-21
DE102010060072B4 true DE102010060072B4 (de) 2019-08-22

Family

ID=46512236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010060072.5A Active DE102010060072B4 (de) 2010-10-20 2010-10-20 Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010060072B4 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10815951B2 (en) 2016-11-22 2020-10-27 Ford Global Technologies, Llc Coordinated actuation to start an engine
US9828924B1 (en) 2016-11-22 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Coordinated actuation to start an engine
DE102020101627A1 (de) 2020-01-24 2021-07-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anlasseranordnung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR781657A (fr) * 1934-11-21 1935-05-20 Système électro-mécanique pour le démarrage des moteurs à explosions et à combustion
CH323709A (de) * 1952-12-05 1957-08-15 Riedel Norbert Fahrzeugmotor mit Anlasser-Lichtmaschine
GB1019975A (en) * 1962-11-27 1966-02-09 Lucas Industries Ltd Combined starter-alternator unit for internal combustion engines
EP0544092A1 (de) * 1991-11-26 1993-06-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Anlasservorrichtung für Verbrennungsmotor und Generator
DE10037094A1 (de) 2000-07-27 2002-02-07 Linnig Karl Heinz Kraftübertragungseinheit
US6894402B2 (en) * 2001-01-31 2005-05-17 Valeo Equipments Electriques Moteur Method for controlling a polyphase and reversible rotating electrical machine for heat engine motor vehicle
US6910453B2 (en) 2003-03-04 2005-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Automotive internal combustion engine control system
DE102009016911A1 (de) * 2008-04-15 2009-10-22 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Riemengetriebene Generatoranlassersysteme für Hybridfahrzeuge
DE102008036167A1 (de) * 2008-08-02 2010-02-04 Daimler Ag Nebenaggregateanordnung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR781657A (fr) * 1934-11-21 1935-05-20 Système électro-mécanique pour le démarrage des moteurs à explosions et à combustion
CH323709A (de) * 1952-12-05 1957-08-15 Riedel Norbert Fahrzeugmotor mit Anlasser-Lichtmaschine
GB1019975A (en) * 1962-11-27 1966-02-09 Lucas Industries Ltd Combined starter-alternator unit for internal combustion engines
EP0544092A1 (de) * 1991-11-26 1993-06-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Anlasservorrichtung für Verbrennungsmotor und Generator
DE10037094A1 (de) 2000-07-27 2002-02-07 Linnig Karl Heinz Kraftübertragungseinheit
US6894402B2 (en) * 2001-01-31 2005-05-17 Valeo Equipments Electriques Moteur Method for controlling a polyphase and reversible rotating electrical machine for heat engine motor vehicle
US6910453B2 (en) 2003-03-04 2005-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Automotive internal combustion engine control system
DE102009016911A1 (de) * 2008-04-15 2009-10-22 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Riemengetriebene Generatoranlassersysteme für Hybridfahrzeuge
DE102008036167A1 (de) * 2008-08-02 2010-02-04 Daimler Ag Nebenaggregateanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010060072A1 (de) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10221036B4 (de) Folgeschadensicheres Verfahren und System zur Regelung der Motorkühlung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug
EP3899219B1 (de) Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung sowie entsprechende antriebseinrichtung
DE202013004907U1 (de) Kraftfahrzeug mit einer koppelbaren Abwärmenutzanordnung
DE102010051801B4 (de) Fahrzeugenergiegewinnungsvorrichtung mit einer durchgehenden Schleife aus Formgedächtnislegierung
DE112008000755T5 (de) Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug
DE102011000796A1 (de) Klimatisierungssystem für insbesondere ein Hybridfahrzeug
DE102018217818B3 (de) Antriebseinheit umfassend eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Antriebseinheit
EP3026237A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines elektromotorisch unterstützten abgasturboladers eines kraftfahrzeugs
DE102008023395A1 (de) Hybrid-HC-Absorber/EHC-PZEV-Abgasarchitektur
DE102018003961A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmachine
DE102010054629A1 (de) Nebenaggregatetrieb einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Betrieb
DE112018000751T5 (de) Schnelles Kaltstartaufheizen und Energieeffizienz für den Antriebsstrang von komerziellen Fahrzeugen
DE102010060072B4 (de) Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben desselben
DE19953940A1 (de) Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug
DE102011101337A1 (de) Kreislaufanordnung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kreislaufanordnung
DE102009045979A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, Elektrofahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung
DE102005024411B4 (de) Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung
DE102007050117A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung sowie Hybridantriebsvorrichtung
EP1338773A2 (de) Gasturbinenanordnung zur Luftkonditionierung
DE102008037238A1 (de) Kraftfahrzeug und zugehöriges Betriebsverfahren
WO2000029246A2 (de) Antriebsaggregat für ein kraftfahrzeug
DE102012001675A1 (de) Kreislaufanordnung zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb einer Kreislaufanordnung zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
DE102019119260A1 (de) Konditioniervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug mit einer Konditioniervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Konditioniervorrichtung in einem Kraftfahrzeug
DE202008005103U1 (de) Keilriemenantrieb mittels Elektromotors, für Verbrennungsmotoren jeglicher Art eines KFZ wie PKW, LKW, Bus u.dgl. und zusätzlich deren Anwendungsmöglichkeiten wie z.B. Klimaanlagenbetrieb und den Betrieb der Innenraumheizung bei Stillstand des Verbrennungsmotors
DE102006045403A1 (de) Fahrzeugantriebseinheit

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final