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DE10232312A1 - Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem elektrischen Motor/Generator und mit wenigstens einer Kolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem elektrischen Motor/Generator und mit wenigstens einer Kolbenbrennkraftmaschine

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Publication number
DE10232312A1
DE10232312A1 DE10232312A DE10232312A DE10232312A1 DE 10232312 A1 DE10232312 A1 DE 10232312A1 DE 10232312 A DE10232312 A DE 10232312A DE 10232312 A DE10232312 A DE 10232312A DE 10232312 A1 DE10232312 A1 DE 10232312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
piston internal
generator
combustion engine
motor
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Withdrawn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
DE10232312A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Hofbauer
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.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
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 FEV Motorentechnik GmbH and Co KG filed Critical FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Publication of DE10232312A1 publication Critical patent/DE10232312A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem elektrischen Motor/Generator (3), der mit einem elektrischen Akkumulator (5) in Verbindung steht und der mit einer Antriebsachse (1; 2) verbunden ist, ferner mit einer ersten Kolbenbrennkraftmaschine (11) und wenigstens einer weiteren Kolbenbrennkraftmaschine (12) sowie mit einem die Kolbenbrennkraftmaschinen (11, 12) verbindenden Übertragungsgetriebe (10), das über eine schaltbare Hauptkupplung (9) mit einer Antriebsachse (1) verbindbar ist, und mit einer zwischen der weiteren Kolbenbrennkraftmaschine (12) und dem Übertragungsgetriebe (10) angeordneten Schaltkupplung (12.1).

Description

  • Zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs beim eines Kraftfahrzeugs hat man in der Vergangenheit versucht, die im Schubbetrieb oder beim Bremsen frei werdende kinetische Energie zumindest teilweise zurückzugewinnen. Hierzu wurde beispielsweise ein schweres Schwungrad vorgesehen, das über eine schaltbare Kupplung beim Schubbetrieb und/oder beim Bremsvorgang zugeschaltet wurde, so daß die kinetische Energie des Fahrzeuges durch eine entsprechende Beschleunigung des Schwungrades gespeichert wurde und beim nächsten Anfahr- und/oder Beschleunigungsvorgang wieder abgegriffen werden konnte. Der Nachteil dieses Systems besteht in dem erheblich zusätzlichen Gewicht des Schwungrades, das als zusätzliche Masse von der antreibenden Kolbenbrennkraftmaschine bewegt werden muß.
  • Des weiteren hat man versucht, auch in Verbindung mit dem vorerwähnten Schwungradsystem, einen elektrischen Motor/Generator vorzusehen, der über eine schaltbare Kupplung beim Schubbetrieb und/oder beim Bremsvorgang zugeschaltet werden konnte, so daß die beim Schubbetrieb oder beim Bremsvorgang frei werdenden kinetische Energie des Fahrzeuges durch Umschalten auf Generatorbetrieb in elektrische Energie umgesetzt und in einem entsprechend bemessenen Akkumulator gespeichert wurde. Für Anfahr- und/oder Beschleunigungsvorgänge wurde dann der Motor/Generator auf Motorbetrieb geschaltet und aus dem Akkumulator gespeist, so daß die elektrische Energie wiederum in kinetische Energie umgesetzt werden konnte. Um nennenswerte elektrische Energie speichern zu können, werden groß bemessene Akkumulatoren mit entsprechend hohem Gewicht benötigt, so daß auch hier im Normalbetrieb durch die Kolbenbrennkraftmaschine eine große zusätzliche Last bewegt werden mußte.
  • In beiden Fällen war die Kolbenbrennkraftmaschine so ausgelegt, daß sie den Energiebedarf für den gesamten Lastanforderungsbereich des Kraftfahrzeuges abdecken konnte, während die vorerwähnten Rückgewinnungssysteme lediglich eine Hilfsfunktion aufwiesen. Da die Kolbenbrennkraftmaschine auf die maximale Lastanforderung ausgelegt sein muß, diese aber eher in Ausnahmefällen abgefordert wird, d. h. die Kolbenbrennkraftmaschine in der überwiegenden Betriebszeit nicht im optimalen Drehzahlbereich und Lastbereich betrieben wird, sind der Kraftstoffeinsparung deutliche Grenzen gesetzt.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das eine wesentliche Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs unter gleichzeitiger Ausnutzung der Möglichkeiten einer Rückgewinnung an kinetischer Energie ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem elektrischen Motor/Generator, der mit einem elektrischen Akkumulator in Verbindung und steht und der mit einer Antriebsachse verbunden ist, ferner mit einer ersten Kolbenbrennkraftmaschine und wenigstens einer weiteren Kolbenbrennkraftmaschine, sowie mit einem die Kolbenbrennkraftmaschine verbindenden Übertragungsgetriebe, das über eine schaltbare Hauptkupplung mit einer Antriebsachse verbindbar ist, und mit einer zwischen der weiteren Kolbenbrennkraftmaschine und dem Übertragunsgetriebe angeordneten Schaltkupplung. Ein derartiges Hybridsystem ergibt einen wenigstens dreistufigen Antrieb, wobei über den elektrischen Motor/Generator im Motorbetrieb bei Stromzufuhr aus dem Akkumulator das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Bei Schubvorgängen und/oder Bremsvorgängen kann durch Umschaltung auf Generatorbetrieb elektrische Energie in den Akkumulator zurückgespeist werden. Wird bei Motorbetrieb des elektrischen Motor/Generators die gegebene Nennleistung aufgrund der Lastanforderung überschritten, dann kann die erste Kolbenbrennkraftmaschine über die schaltbare Hauptkupplung auf die gleiche oder eine weitere Antriebsachse zugeschaltet werden, so daß die erhöhte Lastanforderung dann zusammen mit dem Motor/Generator im Motorbetrieb oder allein durch die erste Kolbenbrennkraftmaschine erfüllt werden kann. Durch die Anordnung eines entsprechenden elektrischen Reglers zwischen dem Akkumulator und dem Motor/Generator ist sichergestellt, daß aus dem elektrischen Akkumulator bei dieser Betriebsweise nur bis zu einem Mindestwert elektrische Energie angezogen wird. Sollte aufgrund ungünstiger voraufgegangener Lastzustände dieser Mindestwert unterschritten werden, muß die weitere Lastanforderung von der ersten Kolbenbrennkraftmaschine allein zur Verfügung gestellt werden. Wird eine Lastanforderung benötigt, die über die vorgegebene Nennleistung der ersten Kolbenbrennkraftmaschine hinausgeht, dann wird die zweite Kolbenbrennkraftmaschine, die über ein entsprechendes Übertragungsgetriebe mit der ersten Kolbenbrennkraftmaschine in Verbindung steht, über die weitere Schaltkupplung zugeschaltet, so daß über die zweite Kolbenbrennkraftmaschine weitere Antriebsenergie zur Verfügung steht. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, bei entsprechender Auslegung und der ihnen zugeordneten Lastbereiche die beiden Kolbenbrennkraftmaschinen jeweils für einen vorgegebenen Lastbereich im Bereich des geringsten Kraftstoffverbrauchs zu betreiben.
  • Untersuchungen haben nun gezeigt, daß im Stadtbetrieb Kraftfahrzeuge mindestens 50% der Betriebszeit im sogenannten Rollbetrieb betrieben werden, d. h. dem Antriebssystem wird nur eine geringe Energie abgefordert, um den Rollbetrieb aufrechtzuerhalten. Erst für Beschleunigungsvorgänge oder bei Steigungsfahrten ist eine entsprechende Steigerung des Energiebedarfs notwendig. Da im Stadtbetrieb durch die Häufigkeit der Bremsvorgänge über einen Generatorbetrieb des elektrischen Motor/Generators eine erhebliche Rückgewinnung von elektrischer Energie aus der kinetischen Energie möglich ist, ergibt sich damit die Möglichkeit für ein Kraftfahrzeug von beispielsweise 1500 kg Gesamtgewicht mit einem elektrischen Motor/Generator von 10 kW den Rollbetrieb aufrechtzuerhalten.
  • Für Beschleunigungsvorgänge und für Steigungen ist dann eine erste Kolbenbrennkraftmaschine mit einer höheren, beispielsweise doppelten Leistung des Motor/Generators vorzusehen und für darüber hinausgehende Lastanforderungen eine weitere Kolbenbrennkraftmaschine mit einer höheren Leistung als die erste Kolbenbrennkraftmaschine vorzusehen. Erfindungsgemäß ist dementsprechend vorgesehen, daß der elektrische Motor/Generator eine kleine Nennleistung und die weitere Kolbenbrennkraftmaschine mindestens die gleiche Nennleistung aufweist wie die erste Kolbenbrennkraftmaschine. Bei erhöhten Lastanforderungen ist es möglich, beide Kolbenbrennkraftmaschinen gleichzeitig zu betreiben. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn die weitere Kolbenbrennkraftmaschine eine höhere Nennleistung aufweist als die erste Kolbenbrennkraftmaschine, um so die gewünschte Betriebsweise jeweils im Bereich des geringsten Kraftstoffverbrauchs zu ermöglichen. Dementsprechend sind die erste und die weitere Kolbenbrennkraftmaschine über entsprechende Schaltkupplungen auf den Antriebsstrang zu- und abschaltbar.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der elektrische Motor/Generator auf eine erste Antriebsachse wirkt und die Kolbenbrennkraftmaschinen auf eine zweite Antriebsachse wirken. Der Motor/Generator befindet sich damit im Dauereingriff, während die beiden Kolbenbrennkraftmaschinen entsprechend dem Lastbedarf geschaltet werden können.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der elektrische Motor/Generator und die Kolbenbrennkraftmaschinen auf eine gemeinsame Antriebsachse wirken. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Motor/Generator mit dem Übertragungsgetriebe verbunden ist. Der Vorteil bei diesem System besteht darin, daß auch der Motor/Generator über die schaltbare Hauptkupplung mit der Antriebsachse verbindbar ist. In Abwandlung hierzu ist es möglich, daß einen elektrischen Motor/Generator auf eine Antriebsachse und einen weiteren elektrischen Motor/Generator und die Kolbenbrennkraftmaschinen auf die andere Antriebsachse wirken zu lassen, wobei, wie vorstehend bereits angegeben, jeweils schaltbare Kupplungen zwischen den Antrieben und dem Übertragungsgetriebe und die Hauptschaltkupplung zwischen dem Übertragungsgetriebe und der Antriebsachse angeordnet ist.
  • Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1 einen Meßschrieb über einen erfaßten tatsächlichen Lastbedarf eines Kraftfahrzeuges,
  • Fig. 2 ein Antriebssystem mit zwei Antriebsachsen,
  • Fig. 3 eine Abwandlung des Antriebssystems gem. Fig. 2,
  • Fig. 4 ein Antriebssystem mit einer Antriebsachse,
  • Fig. 5 eine Abwandlung des Antriebssystems gem. Fig. 4.
  • Nach bisherigen Erfahrungswerten werden für ein Kraftfahrzeug mit 1500 kg Masse unter den unterschiedlichen Betriebsbedingungen folgende Leistungen notwendig:
    • - Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Geschwindigkeit von 60 mph auf ebener Fahrbahn: 8 kw
    • - Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Geschwindigkeit von 60 mph bei einer Straße mit 6% Steigung: 35 kW
    • - Für die Beschleunigung von 0 auf 60 mph in 12 Sekunden auf ebener Straße: 75 kW.
  • Darüber hinaus konnte festgestellt werden, wie sich aus Fig. 1 ergibt, daß im Stadtbetrieb nur über kurze Zeiträume eine zusätzliche Leistung zur Verfügung gestellt werden muß, wenn für den gesamten Betriebszyklus das Kraftfahrzeug mit einer Antriebsmaschine mit einer Leistung von 20 kW ausgerüstet wäre. Berücksichtigt man Reibungs- und Schleppverluste während der Beschleunigung, wobei der Maximalverlust geringer ist als 8 kW, da die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Meßzyklus geringer ist als 60 mph, dann sind für diese Zwecke maximal 27 kW an Leistung erforderlich.
  • Damit ist es aber möglich, ein Antriebssystem zu schaffen, das einen elektrischen Motor/Generator aufweist, der für den Motorbetrieb eine Leistung von 10 kW besitzt. Ferner kann eine erste Kolbenbrennkraftmaschine vorgesehen werden, beispielsweise ein Zweizylinder-Boxermotor mit einem Hubraum von 800 cbm und einer Leistung von beispielsweise 27 kW. Durch Zusammenschalten des elektrischen Motor/Generators mit der ersten Kolbenbrennkraftmaschine ist es möglich, überwiegend die Lastanforderungen der Landstraßen- und Stadtbetriebsbedingungen zu erfüllen.
  • Ferner kann dann eine weitere Kolbenbrennkraftmaschine vorgesehen werden mit einem Hubraum von beispielsweise 1600 cbm und einer Leistung von 63 kW, die beispielsweise als Vierzylinder-Reihenmaschine üblicher Bauart gestaltet sein kann. Durch ein teilweises Zusammenschalten der ersten Kolbenbrennkraftmaschine mit der zweiten Kolbenbrennkraftmaschine und/oder mit dem elektrischen Motor/Generator im Motorbetrieb steht genügend Leistung zur Verfügung, um einen Vollastbetrieb oder starke Beschleunigungen im normalen Fahrbetrieb bewirken zu können.
  • In Fig. 2 ist schematisch eine Ausführungsform für ein derartiges kombiniertes Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Kraftfahrzeug ist lediglich über seine Achsen 1 und 2 dargestellt, die bei diesem Ausführungsbeispiel als Antriebsachsen ausgebildet sind. Die Antriebsachse 2 ist mit einem Motor/Generator 3 direkt gekoppelt, der über einen Regler 4 von einem elektrischen Akkumulator 5 gespeist werden kann. Der Regler 4 steht mit einer zentralen Steuereinrichtung 6 des Kraftfahrzeuges in Verbindung, über die in üblicher Weise der Lastwunsch des Fahrers durch ein Pedal 7 weitergeleitet wird.
  • Die Antriebsachse 1 steht über ein Getriebe 8 und eine Hauptschaltkupplung 9 mit einem Übertragungsgetriebe 10 in Verbindung. Mit dem Übertragungsgetriebe 10 ist eine erste Kolbenbrennkraftmaschine 11 und eine zweite Kolbenbrennkraftmaschine 12 verbunden, wobei der zweiten Kolbenbrennkraftmaschine 12 in bezug auf das Übertragungsgetriebe 10 eine Schaltkupplung 12.1 zugeordnet ist.
  • Sowohl die Hauptschaltkupplung 9 als auch die Schaltkupplung 12.1 für die zweite Kolbenbrennkraftmaschine stehen mit der Steuereinrichtung 6 in Verbindung und können über entsprechende Schaltimpulse betätigt werden. Das Getriebe 8 kann als einfaches Übersetzungsgetriebe, als automatisches oder als über die Steuereinrichtung 6 ansteuerbares Schaltgetriebe oder aber nur als Drehmomentwandler ausgebildet sein.
  • Ein Tachogenerator 13 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist zweckmäßigerweise über den Motor/Generator der Antriebsachse 2 zugeordnet, so daß die jeweilige Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs als Signal neben den übrigen Signalen für die Steuereinrichtung 6 zur Verfügung steht.
  • Der ersten Kolbenbrennkraftmaschine 11 ist zweckmäßigerweise ein Anlasser 14 in üblicher Bauform zugeordnet, der über einen Schalter 15 betätigbar ist.
  • Die durch die einzelnen Systeme zur Verfügung stehenden Leistungen sind nun so aufeinander abgestuft, daß der Motor/Generator 3 eine Nennleistung von beispielsweise 10 kW, die erste Kolbenbrennkraftmaschine eine Nennleistung von 27 kW und die weitere Kolbenbrennkraftmaschine 12 eine Nennleistung von beispielsweise 63 kW zur Verfügung stellen kann.
  • Die erste Kolbenbrennkraftmaschine 11 weist dementsprechend nur einen geringen Hubraum auf und ist beispielsweise als Zweizylindermotor, vorzugsweise Zweizylinder-Boxermotor ausgebildet und die Kolbenbrennkraftmaschine 12 als Vierzylindermotor ausgebildet und weist einen entsprechend größeren Hubraum auf.
  • Zur Inbetriebnahme eines Fahrzeugs mit einem derart ausgebildeten Antriebssystem wird im Hinblick auf die für den Anfahrvorgang aufzubringenden Beschleunigungskräfte zunächst über den Anlasser 14 die Kolbenbrennkraftmaschine 11 bei geöffneter Hauptschaltkupplung 9 und geöffneter Schaltkupplung 12.1 für die zweite Kolbenbrennkraftmaschine 12 gestartet. Nunmehr kann durch Schließen der Schaltkupplung 12.1 über die erste Kolbenbrennkraftmaschine 11 auf die zweite Kolbenbrennkraftmaschine geschaltet und diese gestartet werden, wobei über entsprechende hier nicht näher dargestellte Regel- und Steuereinrichtungen für einen Synchronlauf beider Motoren Sorge getragen ist. Zum Anfahren wird die Hauptschaltkupplung 9 geschlossen, wobei über das als automatisches Getriebe oder als Drehmomentwandler ausgebildete Getriebe ein entsprechend ruckfreier Anfahrvorgang verwirklicht werden kann. Der Lastwunsch wird hierbei durch das Pedal 7 als Signal der Steuereinrichtung 6 zugeführt.
  • Der elektrische Motor/Generator 3 kann nun je nach Ansteuerung über die Steuereinrichtung 6 zunächst über die Antriebsachse 2 mitgeschleppt werden und so bei entsprechender Einstellung des Reglers 4 und entsprechendem Bedarf des Akkus 5 zunächst elektrische Leistung erzeugen.
  • Ist beispielsweise für einen Fahrbetrieb auf ebener Fahrbahn die gewünschte Fahrgeschwindigkeit erreicht worden, dann wird über die Steuereinrichtung 6 die Schaltkupplung 12.1 zur zweiten Kolbenbrennkraftmaschine 12 geöffnet, so daß diese entweder im Leerlauf weiterhin in Betrieb bleibt oder auch abgeschaltet wird. Je nach Lastanforderung kann das Fahrzeug nun entweder über die erste Kolbenbrennkraftmaschine 11 allein oder zusätzlich über den vom Generatorbetrieb auf Motorbetrieb umgeschalteten Motor/Generator 3 angetrieben werden. Die Kolbenbrennkraftmaschine 11 ist hierbei so ausgelegt, daß sie in den hier in Betracht kommenden Drehzahlbereichen in einem in bezug auf den Kraftstoffverbrauch optimalen Drehzahlbereich betrieben wird. Die Steuereinrichtung 6 kann hierbei so ausgestaltet sein, daß über die Kolbenbrennkraftmaschine 11 die Grundlast zur Verfügung gestellt wird und Schwankungen in der Lastanforderung, insbesondere Erhöhungen der Lastanforderungen in bestimmten Bereichen über den als Motor betriebenen Motor/Generator 3 aufgebracht werden, so daß die Kolbenbrennkraftmaschine 11 praktisch im Stationärbetrieb betrieben werden kann.
  • Sobald erhöhte Lastanforderungen gegeben sind, beispielsweise für Beschleunigungsvorgänge und/oder zur Überwindung von Steigungen, dann wird über die Steuereinrichtung 6 die Schaltkupplung 12.1 der zweiten Kolbenbrennkraftmaschine 12 geschlossen, wobei über einen hier nicht näher dargestellten Regeleingriff auch die Möglichkeit besteht, vor dem Schließen der Schaltkupplung die zweite Kolbenbrennkraftmaschine 12 zunächst auf die durch das Übertragungsgetriebe 10 vorgegebene Betriebsdrehzahl gebracht wird und dann erst die Schaltkupplung 12.1 geschlossen wird, so daß sich ein ruckfreier Fahrbetrieb ergibt.
  • Wird beispielsweise die Schaltkupplung 12.1 mit einem Strömungswandler kombiniert, dann besteht auch die Möglichkeit, während des Fahrbetriebes mit geringer Lastanforderung die Kolbenbrennkraftmaschine 12 abzuschalten und erst bei Bedarf durch Schließen der Schaltkupplung 12.1 im Schleppbetrieb über das Übertragungsgetriebe 10 anzulassen.
  • In Fig. 3 ist eine Abwandlung des Antriebssystems gem. Fig. 2 dargestellt, das sich von dem Antriebssystem gem. Fig. 2 nur dadurch unterscheidet, daß das von der Antriebsachse 1 über das Übertragsgetriebe 10 ein zusätzlicher Generator 16 zur Aufladung des Akkumulators 5 vorgesehen ist, so daß bereits beim Startvorgang der Kolbenbrennkraftmaschine 11 bei noch geöffneter Hauptschaltkupplung 9 eine bereits eine ausreichende Stromversorgung für die übrigen Fahrzeugsysteme zur Verfügung steht. Im übrigen entspricht der Aufbau dem Antriebssystem gem. Fig. 2, so daß im Hinblick auf eine bessere Übersichtlichkeit die Steuereinrichtung 6 mit ihrer Verknüpfung mit den einzelnen Systemen nicht mehr dargestellt ist.
  • In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform für ein Antriebssystem dargestellt, bei dem lediglich die Achse 1 als Antriebsachse dient, während die Achse 2 als reine Laufachse ausgebildet ist. Der Aufbau entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gem. Fig. 2, so daß gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Auch die Steuerung über die Lastanforderung entspricht in Aufbau und Funktion der Ausführungsform gem. Fig. 2, so daß hier sowohl auf die Darstellung als auch auf die weitere Beschreibung verzichtet werden kann.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform besteht der Unterschied lediglich darin, daß der mit dem Akkumulator 5 verbundene Motor/Generator 3 mit dem Übertragsungsgetriebe 10 verbunden ist und so neben seiner Funktion als Antriebsmotor auch als Anlasser für die Kolbenbrennkraftmaschine 11 dienen kann. Sobald die erste Kolbenbrennkraftmaschine 11 gestartet ist, kann durch Schließen der Hauptschaltkupplung 9 der Fahrbetrieb aufgenommen werden, wobei wiederum unterschiedliche Lastanforderungen in gleicher Weise durch den zusätzlich antreibenden Motor/Generator 3 erfüllt werden, wie dies anhand von Fig. 2 beschrieben ist.
  • In Fig. 5 ist eine Abwandlung der Ausführungsform gem. Fig. 4 dargestellt, die sich lediglich dadurch unterscheidet, daß nicht nur die Kolbenbrennkraftmaschine 12 über eine Schaltkupplung 12.1 vom Übertragungsgetriebe 10 trennbar ist, sondern daß auch der ersten Kolbenbrennkraftmaschine 11 eine schaltbare Kupplung 11.1 zugeordnet ist, so daß, falls gewünscht, der Fahrbetrieb mit dem Motor/Generator 3 und/oder mit der Kolbenbrennkraftmaschine 11 und/oder der Kolbenbrennkraftmaschine 12 oder mit entsprechenden Schaltkombinationen erfolgen kann. Der elektrische Motor/Generator 3 kann dann entsprechend den Gegebenheiten des Fahrbetriebs und der Lastanforderungen als Motor oder als Generator betrieben werden, so daß auch eine Aufladung des Akkumulators 5 im Fahrbetrieb sichergestellt ist. In gleicher Weise ist es möglich, beim Öffnen der beiden Schaltkupplungen 11.1 und 12.1 einen Rollbetrieb des Kraftfahrzeugs auf ebener Straße ausschließlich über den auf Motorbetrieb geschalteten Motor/Generator 3 aufrechtzuerhalten.
  • Bei den vorbeschriebenen unterschiedlichen Antriebssystemen besteht die Möglichkeit, sowohl im Schubbetrieb als auch im Bremsbetrieb durch entsprechende Umschaltung des elektrischen Motor/Generators 3 auf Generatorbetrieb die kinetische Energie des Fahrzeugs durch Versorgung des elektrischen Akkumulators 5 teilweise zurückzugewinnen, sofern über den Regler 4 Ladebedarf für den Akkumulator 5 festgestellt wird. Diese Möglichkeit der Rückgewinnung von elektrischer Energie aus der kinetischen Energie ist für alle Fahrzustände gegeben, da bei allen geschilderten Fahrzuständen der elektrische Motor/Generator 3 für Schub- und Bremsbetrieb auf Generatorbetrieb umgeschaltet werden kann.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung des Antriebssystems ist ohne weiteres zu entnehmen, daß auch mehr als nur zwei Kolbenbrennkraftmaschinen einsetzbar sind. Auch eine Kombination in der Weise, daß die Antriebsachse 2 unmittelbar und allein mit einem Motor/Generator verbunden ist und die Antriebsachse 1, wie in Fig. 4 dargestellt, ebenfalls mit einem Motor/Generator verbunden ist, kann bei dieser Konzeption verwirklicht werden. Die Leistungsabstufungen zwischen den einzelnen Antrieben, nämlich elektrischer Motor/Generator, erste, zweite und ggf. weitere Kolbenbrennkraftmaschinen, können jeweils auf die vom jeweiligen Kraftfahrzeugtyp geforderten Leistungsbedingungen bestimmt werden. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, für die einzelnen Kolbenbrennkraftmaschinen jeweils Standardmaschinen einzusetzen. Auch ist es möglich, für die beiden Kolbenbrennkraftmaschinen in ihrer Leistung identische Maschinen einzusetzen, die dann bei erhöhtem Leistungsbedarf beide gleichzeitig als Tandem betrieben werden.

Claims (8)

1. Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem elektrischen Motor/Generator (3), der mit einem elektrischen Akkumulator (5) in Verbindung steht und der mit einer Antriebsachse (1; 2) verbunden ist, ferner mit einer ersten Kolbenbrennkraftmaschine (11) und wenigstens einer weiteren Kolbenbrennkraftmaschine (12) sowie mit einem die Kolbenbrennkraftmaschinen (11, 12) verbindenden Übertragungsgetriebe (10), das über eine schaltbare Hauptkupplung (9) mit einer Antriebsachse (1) verbindbar ist, und mit einer zwischen der weiteren Kolbenbrennkraftmaschine (12) und dem Übertragungsgetriebe (10) angeordneten Schaltkupplung (12.1).
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Motor/Generator (3) eine kleinere Nennleistung aufweist als die Kolbenbrennkraftmaschinen (11, 12).
3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kolbenbrennkraftmaschine (12) mindestens die gleiche Nennleistung aufweist wie die erste Kolbenbrennkraftmaschine (11).
4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Motor/Generator (3) auf eine erste Antriebsachse (2) wirkt und die Kolbenbrennkraftmaschinen (11, 12) auf eine zweite Antriebsachse (1) wirken.
5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Motor/Generator (3) und die Kolbenbrennkraftmaschinen (11, 12) auf eine gemeinsame Antriebsachse (1) wirken.
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Motor/Generator (3) mit dem Übertragungsgetriebe (10) verbunden ist.
7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die erste Kolbenbrennkraftmaschine (11) über eine schaltbare Kupplung (11.1) mit dem Übertragungsgetriebe (10) verbindbar ist.
8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Motor/Generator (3) auf eine Antriebsachse (2) und ein elektrischer Motor/Generator (3) zusammen mit den Kolbenbrennkraftmaschinen (11, 12) auf die andere Antriebsachse (1) wirken.
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