DE19904594A1

DE19904594A1 - Straßenfahrzeug

Info

Publication number: DE19904594A1
Application number: DE1999104594
Authority: DE
Inventors: Herbert Ott
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-10
Also published as: WO2000046496A1

Abstract

Das Straßenfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor auf, der mit einer Luftansaugleitung versehen ist, in die ein Luftfilter eingesetzt ist sowie einen Elektromotor, der entweder als Generator schaltbar ist oder dem ein Generator zugeordnet ist. Die Luftansaugleitung ist in zwei Abschnitte (4, 5) unterteilt, wobei der erste Abschnitt (4) das Luftfilter (3) mit dem Elektromotor bzw. Generator (2) verbindet und der zweite Abschnitt (5) zur Zuführung von im Luftfilter (3) gefilterter Luft an den Verbrennungsmotor (1) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Straßenfahr zeug, mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer Luftansau gleitung versehen ist, in die ein Luftfilter eingesetzt ist und mit einem Elektromotor, der entweder als Generator schaltbar ist oder dem ein Generator zugeordnet ist.

Straßenfahrzeuge, die sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor aufweisen werden üblicherweise als Hybridfahrzeuge bezeichnet, die wahlweise vom Verbren nungsmotor oder dem Elektromotor oder auch von beiden an treibbar sind. Der Elektromotor kommt insbesondere als An trieb bzw. zur Fortbewegung des Hybridfahrzeuges zum Ein satz, wenn ein Schadstoffausstoß vermieden werden soll. Dies ist insbesondere in Fabrikhallen und in Gemeinden bzw. Städten bei Smoggefahr erwünscht. In manchen Gemeinden sind sogar ganze Bereiche nur noch für Elektrofahrzeuge zugelas sen.

Das Problem von Elektrofahrzeugen ist die Reichweite, begrenzt durch die Kapazität der Batterie. Aus diesem Grund ist bei den sogenannten Serien-Hybridfahrzeugen der Ver brennungsmotor ausschließlich zum Antrieb eines Generators zum Aufladen der Batterie vorgesehen, ohne daß der Verbren nungsmotor zum direkten rein mechanischen Antrieb des Fahr zeuges eingesetzt werden kann. Hierdurch wird die Reichwei te des Fahrzeugs vergrößert.

Bei Parallel-Hybridfahrzeugen erfolgt die Ladung der Batterie über den Elektromotor, der beim Antrieb des Fahr zeugs mit dem Verbrennungsmotor als Generator schaltbar ist. Ein Nachteil des Parallel-Hybridfahrzeuges ist insbe sondere die verhältnismäßig geringe Batterie-Kapazität, da ein großer Teil des in einem Fahrzeug zur Verfügung stehen den Raumes und Eigengewichtes bereits durch den verhältnis mäßig großen Verbrennungsmotor beansprucht wird, der zur Fortbewegung des Hybridfahrzeuges vorgesehen ist. Ein Par allel-Hybridfahrzeug ist also ein Fahrzeug, das ggf. über kürzere Strecken bis ca. 100 km als Elektrofahrzeug fungie ren kann, ansonsten aber als Fahrzeug mit Verbrennungsmotor konzipiert ist und überwiegend auch mit diesem eingesetzt wird.

Daneben gibt es noch Hybridfahrzeuge, die neben dem Elektromotor noch einen eigenständigen Generator aufweisen, der also vom Elektromotor verschieden ist, jedoch diesem zugeordnet ist. Dieser eigenständige Generator ist opti miert zur Stromerzeugung und üblicherweise nicht vorgesehen zum Einsatz als Elektromotor, sondern dient ausschließlich zum Aufladen der Batterie. Der Generator wird hierzu entwe der vom Verbrennungsmotor oder zumindest einem Modul des Verbrennungsmotors angetrieben. Damit besteht die Möglich keit, die Batterie, die zur Speisung des Elektromotors dient, über den Generator mit dem Verbrennungsmotor oder zumindest dem Modul des Verbrennungsmotors zusätzlich zu laden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn beim Lade vorgang der Batterie durch den Generator der Verbrennungs motor oder dessen Modul nicht zur Fortbewegung des Straßen fahrzeuges eingesetzt wird. Dazu ist eine Anordnung zur Trennung des Verbrennungsmotors oder dessen Modul, das zum Antrieb des Generators dient, von der Fortbewegung erfor derlich, z. B. eine mechanische Trennung vom Antrieb. Diese Trennung kann mittels einer Kupplung erfolgen, die zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor angeordnet ist.

Ein serienmäßiges Hybridfahrzeug mit einem Generator, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und mit einer Batterie ist aus der DE A 195 23 985 bekannt. Dieses Hybridfahrzeug weist ferner eine Steuervorrichtung auf für einen Verbrennungsmotor und einen Generator, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird; eine Batterie wird da bei durch das Ausgangssignal des Generators geladen und ist mit einem Antriebswechselrichter zum Anlegen der Energie an einen Elektromotor entsprechend dem Betätigungszustand ei nes Fahrpedals verbunden.

Die Generatoren, bzw. die als Generatoren schaltbaren Elektromotoren in derartigen Fahrzeugen, werden dabei di rekt oder indirekt mit der Umgebungsluft gekühlt. Durch strömt dabei die Umgebungsluft den Generator, d. h. erfolgt eine Durchzugsbelüftung, so ist die Wärmeabfuhr günstiger als bei reiner Oberflächenkühlung.

Insbesondere bei Generatoren, die Permanentmagneten aufweisen, ist jedoch eine Durchzugsbelüftung wegen der Verschmutzung im allgemeinen und insbesondere wegen Ver schmutzung der Magnetteile im Besonderen schwierig. Wird in den Einlaß der Durchzugsbelüftung ein Luftfilter einge setzt, so bedeutet dies einen Zusatzaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Straßenfahrzeug mit einem Generator bzw. einem als Generator schaltbaren Elek tromotor dahingehend auszugestalten, daß ohne Zusatzaufwand eine wirksame Durchzugsbelüftung bzw. Innenkühlung des Ge nerators erfolgt, ohne daß eine Gefahr der Verschmutzung besteht.

Ausgehend von einem Straßenfahrzeug der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Unteranspruch beschrieben.

Die Erfindung sieht also vor, daß die in einem derar tigen Straßenfahrzeug vorhandene Luftansaugleitung zum Ver brennungsmotor, in die in herkömmlicher Weise ein Luftfil ter eingesetzt ist, bzw. an deren Eingang angeordnet ist, in zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei der erste Ab schnitt das Luftfilter mit dem Generator verbindet und der zweite Abschnitt zur Zuführung von im Luftfilter gefilter ter Luft an den Verbrennungsmotor vorgesehen ist.

Die Innenkühlung des Generators erfolgt also mit der bereits gefilterten Ansaugluft für den Verbrennungsmotor, wodurch jegliche Art von Verschmutzung vermieden wird. Für den Fall, daß der Luftstrom zur Kühlung des Generators nicht ausreicht, wird vorteilhafterweise in den ersten Ab schnitt der Ansaugleitung ein Abzweig mit einem Ventilator eingesetzt, der einen erhöhten Luftstrom dem Generator zu führt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführung der Anordnung und

Fig. 2 eine zweite Ausführung.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Verbrennungsmotor bezeichnet, mit 2 ein Generator bzw. ein als Generator schaltbarer Elektromotor und mit 3 ein Luftfilter, das bei herkömmli chen Fahrzeugen, wie es durch die gestrichelte Linie ange deutet ist, dazu dient, den Verbrennungsmotor 1 mit Ver brennungsluft zu versorgen.

Erfindungsgemäß ist nun die Luftansaugleitung in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der erste Abschnitt 4 das Luftfilter 3 mit dem Generator 2 verbindet und der zweite Abschnitt 5 den Generator 3 mit dem Verbrennungsmotor 1 verbindet. Die erforderliche Innenkühlung des Generators 2 erfolgt also mit der durch das Luftfilter 3 gereinigten Luft, die anschließend in unveränderter Menge dem Verbren nungsmotor 1 zugeführt wird.

Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der in dem ersten Abschnitt 4 ein Abzweig 6 vorgesehen ist. Die gefilterte Luft wird durch einen elektrischen Ventilator 8 vom Ab zweig 6 zum Generator 2 gefördert. In dieser Anordnung er hält der Verbrennungsmotor 1 seine Kühlluft über den zwei ten Abschnitt 5 unmittelbar vom Luftfilter 3. Der Genera tor 2 weist einen Luftaustritt 7 auf, durch den die ihn durchströmende Kühlluft den Generator wieder verlassen kann.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer Abkühlung der im Generator 3 enthaltenen Magnete um 50°K eine Leistungser höhung des Generators um ca. 6% erzielt wird. Die dem Ge nerator zugeführte, gefilterte, der Kühlung dienende Luft benötigt weder einen zusätzlichen Wartungsaufwand noch ei nen eigenen Bauaufwand. Das Luftfilter 3 wird wie bei her kömmlichen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren nach Plan gewartet.

Bei Bedarf kann in den ersten Abschnitt 4 der Luftan saugleitung an geeigneter Stelle ein Ventilator einge setzt werden, um den Luftdurchsatz durch den Generator 2 zu erhöhen. Auch hierbei wird eine Verschmutzung, insbesondere der Kühlrippen, wie sie sonst bei Oberflächenkühlung ohne Einsatz von gefilteter Luft auftreten würde, mit Sicherheit vermieden.

Bezugszeichen

1

Verbrennungsmotor

2

Generator

3

Luftfilter

4

erster Abschnitt

5

zweiter Abschnitt

6

Abzweig

7

Luftaustritt

8

Ventilator

Claims

1. Straßenfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer Luftansaugleitung versehen ist, in die ein Luft filter eingesetzt ist und mit einem Elektromotor, der ent weder als Generator schaltbar ist oder dem ein Generator zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftansaugleitung in zwei Abschnitte (4, 5) unter teilt ist, wobei der erste Abschnitt (4) das Luftfilter (3) mit dem Elektromotor bzw. Generator (2) verbindet und der zweite Abschnitt (5) zur Zuführung von im Luftfilter (3) gefilterter Luft an den Verbrennungsmotor (1) vorgesehen ist.

2. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß im ersten Abschnitt (4) ein Abzweig (6) vorgesehen ist und der zweite Abschnitt (5) das Luftfilter (3) und den Verbrennungsmotor (1) unmittelbar verbindet.

3. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Ab schnitt (4) der Luftansaugleitung ein Ventilator (8) einge setzt ist.

4. Straßenfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (2) ei nen Luftaustritt (7) aufweist.