DE102007051007A1

DE102007051007A1 - Angetriebenes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007051007A1
Application number: DE200710051007
Authority: DE
Inventors: Christian Treml
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein angetriebenes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs, mit in Abhängigkeit von einer Steuergröße veränderbaren Leistungsabgabe. Bei dieser Steuergröße handelt es sich zum Beispiel um die Drehzahl des Nebenaggregats. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass unabhängig davon die Leistungsabgabe des Nebenaggregats durch eine in den Kraftfluss zwischen Nebenaggregat und Nebenaggregatantrieb eingebaute mechanische Vorrichtung, insbesondere eine Kupplung mit variablem Schlupf und/oder ein eingebautes Getriebe mit variabler Übersetzung, veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein angetriebenes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs, mit in Abhängigkeit von einer Steuergröße veränderbarer Leistungsabgabe, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Bei dieser Steuergröße handelt es sich zum Beispiel um die Drehzahl des Nebenaggregats. Zum technischen Umfeld wird auf die DE 40 25 018 A1 verwiesen.
Betrachtet man den Wirkungsgrad eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs, so zeigt sich, dass hier Verbesserungen wünschenswert sind, denn insbesondere dann, wenn ein Elektromotor das Nebenaggregat antreibt, ist dieser im Hinblick auf den maximalen Leistungsbedarf ausgelegt, wohingegen er in vielen Betriebspunkten nur mit reduzierter Leistungsabgabe betrieben werden soll. Ein solcher Teillastbetrieb führt insbesondere bei entsprechend ausgelegten Elektromotoren zu ungünstigen, niedrigen Wirkungsgraden.
Einen diesbezüglich verbesserten Nebenaggregatantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Nach der Erfindung ist ein angetriebenes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs mit in Abhängigkeit von einer Steuergröße veränderbarer Leistungsabgabe, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig davon die Leistungsabgabe des Nebenaggregats durch eine in den Kraftfluss zwischen Nebenaggregat und Nebenaggregatantrieb eingebaute mechanische Vorrichtung, insbesondere eine Kupplung mit variablem Schlupf und/oder ein eingebautes Getriebe mit variabler Übersetzung, veränderbar ist.
Vorgeschlagen wird somit, zur Einstellung einer gewünschten Leistungsabgabe eines Nebenaggregats, ein geeignetes mechanisches Element zwischen das Nebenaggregat und dessen Antrieb einzubringen, so dass es möglich ist, den Antrieb im Bereich seines Wirkungsgrad-Optimums, das heißt, mit einer dem Wirkungsgrad-Optimum entsprechenden Drehzahl zu betreiben, während die tatsächlich benötigte Leistung mit dem genannten mechanischen Element eingestellt wird. Beispielsweise kann es sich bei diesem mechanischen Element um eine schaltbare Kupplung und/oder um ein Getriebe mit variabler Übersetzung handeln, mit Hilfe deren oder dessen ein Nebenaggregat mit einer anderen als von dessen Antrieb bereitgestellten Drehzahl angetrieben werden kann. Eine variable Getriebe-Übersetzung kann dabei stufenlos oder abgestuft veränderbar sein, so zum Beispiel in Form eines Planetengetriebes.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als mechanische Vorrichtung zur Veränderung der Leistungsabgabe ein nebenaggregatinternes Stellelement vorgesehen ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Nebenaggregat einstufig ausgebildet ist und diese Stufe abhängig von der Steuergröße mechanisch vom Nebenaggregatantrieb an- oder abkoppelbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Nebenaggregat mehrstufig und/oder mehrflutig ausgebildet und neben einer ersten stets mit dem Nebenaggregatantrieb in Antriebsverbindung stehenden Stufe und/oder Flüssigkeitsführung ist zumindest eine zweite Stufe und/oder zweite Flüssigkeitsführung vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Steuergröße mechanisch an den Nebenaggregatantrieb ankoppelbar oder von diesem abkoppelbar ist. Vorteilhafterweise kann dies unter direkter Einwirkung der Steuergröße durch ein Mitnehmerelement geschehen, das, insbesondere federbelastet, in einer ersten Position gehalten ist und, insbesondere durch ein elektromagnetisches Hilfsorgan, in eine zweite Position verlagerbar ist.
Des weiteren kann die zweite oder weitere Stufe mit der ersten Stufe über eine reibschlüssige Kupplung verbindbar sein, wobei ein Mitnehmerelement dieser Kupplung sich druck- oder volumen- oder drehzahl oder temperaturgesteuert in die die Kupplung schließende oder öffnende Position bewegbar ist.
Ganz allgemein kann dabei die Steuergröße durch den Förderdruck und/oder durch das Fördervolumen und/oder durch die Drehzahl des Nebenaggregats und/oder durch eine Temperatur, insbesondere die Temperatur des Förderguts, gebildet sein. Ebenso möglich ist, dass das spezifische Fördervolumen variierbar ist und dass die Steuergröße der mechanischen Vorrichtung durch elektrische und/oder elektronische Regeleinrichtungen beeinflusst wird.
Durch die Erfindung kann eine mechanische Leistungsregelung sämtlicher Pumpen u. Antriebe mit mechanischen und/oder elektrischen Komponenten stattfinden, indem die Leistungsaufnahme und -abgabe der jeweiligen Komponente und damit die Leistungsaufnahme von deren Antrieb variiert wird.
Eine Kupplung mit variablem Schlupf zwischen Antrieb u. Komponente kann zum Beispiel eine Magnetkupplung oder eine Rutschkupplung sein. Dabei kann eine Verstellung der variablen Übersetzung bzw. des variablen Schlupfes auch magnetisch erfolgen und zwar, förderstrom-, druck-, temperatur- od. drehzahlabhängig.
So ist mit der Erfindung möglich, die Leistungsaufnahme eines Pumpenwerkes zu regeln und nicht beziehungsweise nicht nur die des dazugehörigen Elektromotors. Dadurch ist überwiegender Betrieb sowohl des Elektromotors in seinem Wirkungsgradoptimum möglich als auch der Pumpenstufen bei mehrstufiger/-flutiger Ausführung.
Es ergibt sich eine Leistungseinsparung durch Reduzierung der Last, das heißt, des zum Beispiel von einem Elektomotor aufzubringenden Drehmoments. Dabei wird die Leistungsaufnahme der mechanischen Komponente und nicht nur die des Elektromotors geregelt, wodurch dieser überwiegend in seinem Wirkungsgradoptimum betrieben werden kann, unabhängig von dessen Ausführung als DC-Motor oder EC-Motor.
Eine Anwendung dieser Technik ist für sämtliche Pumpen im Kraftfahrzeug möglich, zum Beispiel bei der Kühlwasser-, Motor-/Getriebe-Öl, Servolenkungs-, Klimakompressor-, Automatikgetriebe-, Federungs-/Niveauregulierungs-, Bremsdruck-/ABS/ASC/DSC, Kraftstoff-Hochdruckpumpe für Diesel u. Benzin. Außerdem für die Waschwasserpumpe- zum Reinigen von Scheiben und Scheinwerfern, für die Sekundärluft, das Innenraumgebläse usw. Auch die Antriebe, wie zum Beispiel Fensterheber, Schiebedach, Verdeck, Sitzverstellung, Starter, Generator und Zentralverriegelung ist die Anwendung dieser Technik möglich.
Dabei können Komponente u. Regelung in einem Bauteil kombiniert werden, was eine deutliche Verbesserung der GW-Situation bei Feldbeanstandung mit sich bringt.
Verschiedenste Kombinationen der Regelung über Druck, Temperatur, zum Beispiel mit Bimetall, Fördermenge, Drehzahl, oder magnetisch sind möglich, zusätzlich aber auch eine elektronische Regelung des Elektromotors, was noch effizienter ist.
Mehrkosten und Mehrgewicht an der Komponente sind gering, was die Erfindung gegenüber Alternativen wie Elektrifizierung oder Hybrid kostengünstiger u. leichter macht, da Mehrkosten u. Mehrgewicht von Regelelektronik, elektrischen Leitungen und Verbindungen erheblich sind. Zum Beispiel ist bei einer Elektrokraftstoffpumpe die Regelelektronik teurer als und ähnlich schwer wie die Elektrokraftstoffpumpe selbst.
Die Erfindung kann auch als Komponenten-Baukasten realisiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4025018 A1 [0001]

Claims

Angetriebenes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs mit in Abhängigkeit von einer Steuergröße veränderbarer Leistungsabgabe, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig davon die Leistungsabgabe des Nebenaggregats durch eine in den Kraftfluss zwischen Nebenaggregat und Nebenaggregatantrieb eingebaute mechanische Vorrichtung, insbesondere eine Kupplung mit variablem Schlupf und/oder ein eingebautes Getriebe mit variabler Übersetzung, veränderbar ist.
Nebenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanische Vorrichtung zur Veränderung der Leistungsabgabe ein nebenaggregatinternes Stellelement vorgesehen ist.
Nebenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einstufig ausgebildet ist und diese Stufe abhängig von der Steuergröße mechanisch vom Nebenaggregatantrieb an- oder abkoppelbar ist.
Nebenaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße durch den Förderdruck und/oder durch das Fördervolumen und/oder durch die Drehzahl des Nebenaggregats und/oder durch eine Temperatur, insbesondere die Temperatur des Förderguts, gebildet ist.
Nebenaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat mehrstufig und/oder mehrflutig ausgebildet ist und neben einer ersten, stets mit dem Nebenaggregatantrieb in Antriebsverbindung stehenden Stufe und/oder Flüssigkeitsführung zumindest eine zweite Stufe und/oder zweite Flüssigkeitsführung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Steuergröße mechanisch an den Nebenaggregatantrieb ankoppelbar oder von diesem abkoppelbar ist.
Nebenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankoppeln oder Abkoppeln der ersten, zweiten oder weiteren Stufe und/oder Flüssigkeitsführung unter direkter Einwirkung der Steuergröße durch ein Mitnehmerelement erfolgt, das, insbesondere federbelastet, in einer ersten Position gehalten ist und, insbesondere durch ein elektromagnetisches Hilfsorgan, in eine zweite Position verlagerbar ist.
Nebenaggregat nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite oder weitere Stufe mit der ersten Stufe über eine reibschlüssige Kupplung verbindbar ist, wobei ein Mitnehmerelement dieser Kupplung sich druck- oder volumen- oder drehzahl oder temperaturgesteuert in die die Kupplung schließende oder öffnende Position bewegbar ist.
Nebenaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße das spezifische Fördervolumen verändert.
Nebenaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße der mechanischen Vorrichtung durch elektrische und/oder elektronische Regeleinrichtungen beeinflusst wird.