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DE19930793A1 - Motor vehicle with hybrid drive has electric machine with two protruding rotor ends, one for coupling to internal combustio nengine shaft and one for coupling to drive shaft - Google Patents

Motor vehicle with hybrid drive has electric machine with two protruding rotor ends, one for coupling to internal combustio nengine shaft and one for coupling to drive shaft

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DE19930793A1
DE19930793A1 DE19930793A DE19930793A DE19930793A1 DE 19930793 A1 DE19930793 A1 DE 19930793A1 DE 19930793 A DE19930793 A DE 19930793A DE 19930793 A DE19930793 A DE 19930793A DE 19930793 A1 DE19930793 A1 DE 19930793A1
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internal combustion
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Jenbacher Werke AG
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Abstract

The vehicle has a hybrid drive with an electric machine (20), an internal combustion engine (8) and a drive shaft (24). The rotor (18) of the electric machine has two protruding rotor ends, of which the first rotor end can be coupled to the engine shaft (10) and the second rotor end can be coupled to the drive shaft.

Description

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge, insbesondere Flurförderfahrzeuge, die einen Hybridantrieb aufweisen, der einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine zum Antrieb einer Antriebswelle kombiniert.The invention relates to motor vehicles, in particular industrial trucks, the have a hybrid drive, the internal combustion engine and an electric Combined machine for driving a drive shaft.

Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge, insbesondere Flurförderer, bekannt, die einen kombinierten Antrieb aufweisen, der als Hybridantrieb bezeichnet wird. Diese Fahrzeuge können sowohl batterieelektrisch, d. h., eine oder mehrere Batterien speisen einen Elektromotor, als auch mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Derartige Flurförderfahrzeuge werden vorzugsweise an Flughäfen und in Fertigungsbetrieben eingesetzt. In den Flugzeug- oder Fertigungshallen wird das Fahrzeug mit dem Elektromotor angetrieben, der seine Energie aus den Batterien bezieht und keinerlei Abgase erzeugt, so daß die Luft in den Hallen nicht belastet wird, d. h., das Fahrzeug wird emissionsfrei betrieben. Im Freien, d. h., auf dem Rollfeld oder zwischen den Fertigungshallen, kommt der Verbrennungsmotor zum Einsatz, bei dem es sich im allgemeinen um einen Dieselmotor handelt. Der Verbrennungsmotor treibt einen Gleichstromgenerator an, dessen Strom je nach Leistungsbedarf des Fahrzeugs sowohl den Elektromotor versorgen als auch gleichzeitig die Batterien aufladen kann. Bei hohen erforderlichen Antriebsleistungen speisen Generator und Batterie gemeinsam den Elektromotor. Derartige Flurförderfahrzeuge werden also lediglich über einen Elektromotor angetrieben, während der Verbrennungsmotor der Erzeugung elektrischer Energie dient. Dies ist insofern nachteilig, als die Umwandlung in die verschiedenen Energiearten unweigerlich zu Verlusten führt; außerdem stellt der Elektromotor bei hohen Drehzahlen ein relativ geringes Drehmoment zur Verfügung. Motor vehicles, in particular industrial trucks, are from the prior art. known that have a combined drive, the hybrid drive referred to as. These vehicles can be both battery-electric, i.e. i.e., one or multiple batteries feed an electric motor, as well as with one Internal combustion engine to be driven. Such industrial trucks are preferably used at airports and in manufacturing companies. In the The vehicle with the electric motor is used in aircraft or manufacturing halls driven, which draws its energy from the batteries and no emissions generated so that the air in the halls is not polluted, d. that is, the vehicle will operated emission-free. Outdoors, i. i.e. on the tarmac or between the Production halls, the internal combustion engine is used, which is in the is generally a diesel engine. The internal combustion engine drives you DC generator whose current depends on the power requirements of the vehicle both supply the electric motor and charge the batteries at the same time can. When the drive power required is high, the generator and battery feed together the electric motor. Such industrial trucks are driven only by an electric motor while the internal combustion engine serves to generate electrical energy. This is disadvantageous in that the Conversion to the different types of energy inevitably leads to losses; in addition, the electric motor is relatively low at high speeds Torque available.  

In einer anderen bekannten Ausführungsform eines Hybridantriebs werden ebenfalls Verbrennungsmotor und Elektromotor kombiniert; allerdings dient der Verbrennungsmotor nicht mehr nur der Erzeugung elektrischer Energie über einen Generator, sondern er treibt das Fahrzeug direkt an. Die beiden Motoren werden wechselweise über ein Wechselgetriebe mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden. Somit kann der Fahrzeugführer entweder zwischen einem elektrischen Antrieb oder einem Antrieb mit Verbrennungsmotor wählen. Die bekannten Ausführungen haben jedoch den Nachteil, daß sie viele Bauteile aufweisen. Außerdem sind die Betriebskosten relativ hoch, während der Wirkungsgrad des Antriebssystems relativ gering ist.In another known embodiment of a hybrid drive also combined internal combustion engine and electric motor; however, the serves Internal combustion engine no longer just generating electrical energy through one Generator, but drives the vehicle directly. The two engines will alternately via a change gear with the drive shaft of the vehicle connected. Thus, the driver can choose between an electrical Select drive or a drive with a combustion engine. The well-known However, designs have the disadvantage that they have many components. In addition, the operating costs are relatively high, while the efficiency of the Drive system is relatively low.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Flurförderfahrzeug, mit einem Hybridantrieb zu schaffen, das einen vereinfachten Aufbau hat, einen geringeren Wartungsaufwand erfordert und geringere Betriebskosten verursacht, sowie einen hohen Wirkungsgrad aufweist.The present invention has for its object a motor vehicle, in particular to create an industrial truck with a hybrid drive that has a simplified structure, requires less maintenance and lower operating costs, as well as high efficiency having.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved according to the invention with the features of Claim 1.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen Hybridantrieb auf, der eine elektrische Maschine, einen Verbrennungsmotor und eine Antriebswelle umfaßt. Die elektrische Maschine kann ohne Zwischenschaltung eines Getriebes sowohl direkt an die Antriebswelle als auch den Verbrennungsmotor gekuppelt werden. Hierzu weist der Rotor der elektrischen Maschine zwei vorstehende Rotorenden auf, wobei das eine Rotorende an die Motorwelle des Verbrennungsmotors und das andere Rotorende an die Antriebswelle gekuppelt werden kann. In diesem Zusammenhang wird unter Rotor, der rotierende Teil der elektrischen Maschine verstanden, von dem ein Drehmoment auf eine Welle übertragen werden kann. Bei diesem Antriebssystem wird demzufolge auf ein Wechselgetriebe verzichtet, das bei den herkömmlichen Hybridantrieben ein Umschalten zwischen elektromotorischem und verbrennungsmotorischem Antrieb ermöglicht, so daß die Momentübertragung stets direkt auf die Antriebswelle erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß weniger Bauteile benötigt werden. Da zusätzliche Getriebe wegfallen, ist der Wartungsaufwand gering. Daraus resultieren geringere Betriebskosten, die auch auf den besseren Wirkungsgrad infolge der Reduzierung mechanischer Übertragungselemente zurückzuführen sind.The motor vehicle according to the invention has a hybrid drive that has a electric machine, an internal combustion engine and a drive shaft. The electrical machine can both without the interposition of a gear be coupled directly to the drive shaft and the internal combustion engine. For this purpose, the rotor of the electrical machine has two protruding rotor ends on, the one rotor end to the motor shaft of the internal combustion engine and the other end of the rotor can be coupled to the drive shaft. In this Connection is made under rotor, the rotating part of the electrical machine understood, from which a torque can be transmitted to a shaft. In this drive system there is therefore no change gear, that with conventional hybrid drives, switching between  enables electromotive and combustion engine drive, so that the Torque is always transmitted directly to the drive shaft. This has the The advantage that fewer components are required. Since there are no additional gears, the maintenance effort is low. This results in lower operating costs also on the better efficiency due to the reduction of mechanical Transmission elements are attributable.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist zwischen einem Rotorende und der Motorwelle des Verbrennungsmotors eine erste Kupplungseinrichtung und zwischen dem anderen Rotorende und der Antriebswelle eine zweite Kupplungseinrichtung vorgesehen, wobei es sich jeweils um eine schaltbare, fremdgeschaltete Kupplungseinrichtung handelt, die vorzugsweise als Magnet- oder Lamellenkupplung ausgebildet ist. Insbesondere die Lamellenkupplungen zeichnen sich durch ihre geringe Größe bzw. ihr geringes Gewicht aus; außerdem sind sie sehr preisgünstig. Anstelle der fremdgeschalteten Kupplung kann allerdings auch eine selbsttätig schaltende Kupplung, wie z. B. eine Freilaufeinrichtung, zum Einsatz kommen.In a preferred embodiment of the motor vehicle according to the invention between a rotor end and the motor shaft of the internal combustion engine first coupling device and between the other rotor end and the Drive shaft provided a second coupling device, it is each is a switchable, externally connected coupling device that is preferably designed as a magnetic or multi-plate clutch. In particular the multi-plate clutches are characterized by their small size or their small size Weight off; they are also very inexpensive. Instead of the externally switched However, clutch can also be an automatically switching clutch, such as. B. a freewheel device can be used.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist zwischen der Motorwelle des Verbrennungsmotors und der ersten Kupplungseinrichtung eine drehelastische, nichtschaltbare dritte Kupplungseinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise als Gummikupplung ausgebildet ist. Derartige Kupplungen verringern die Übertragung von Drehmomentschwankungen, die ansonsten von dem Verbrennungsmotor auf die erste Kupplungseinrichtung und auf die Antriebswelle übertragen würden. Die Gummikupplung erlaubt somit eine konstruktive Gestaltung mit geringeren Sicherheiten, so daß die Bauteile, wie z. B. die Antriebswelle, ein geringeres Gewicht aufweisen können.In an advantageous embodiment of the motor vehicle according to the invention between the engine shaft of the internal combustion engine and the first Coupling device a torsionally flexible, non-switchable third Coupling device provided, preferably as a rubber coupling is trained. Such couplings reduce the transmission of Torque fluctuations that otherwise from the internal combustion engine to the first coupling device and would be transmitted to the drive shaft. The Rubber coupling thus allows a constructive design with less Collateral so that the components such. B. the drive shaft, a lower Can have weight.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die Schaltstellung der ersten und/oder zweiten Kupplungseinrichtung steuert. Des weiteren bestimmt die Steuereinrichtung die Betriebsart der elektrischen Maschine, d. h., sie legt fest, ob die Maschine als Elektromotor oder Generator betrieben wird. Die elektrische Maschine kann auch im Leerlauf betrieben werden, d. h., der Rotor dient lediglich zur Momentübertragung, ohne daß Strom erzeugt oder verbraucht wird. Die Steuerung erfolgt vorteilhafterweise automatisch in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebswelle bzw. der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Fahrwiderstand, der sich aus dem Rollwiderstand, dem Steigungswiderstand sowie dem Beschleunigungswiderstand zusammensetzt, wobei der Luftwiderstand aufgrund der geringen Geschwindigkeiten vernachlässigt werden kann. Der Fahrwiderstand kann aus den Werten für die Drehzahl der Antriebswelle und der Motorleistung ermittelt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention A motor vehicle is provided with a control device which controls the switching position of the controls first and / or second coupling device. Furthermore determines the  Control device the operating mode of the electrical machine, d. that is, it determines whether the machine is operated as an electric motor or generator. The electrical Machine can also be operated in idle mode. that is, the rotor only serves for torque transmission without generating or consuming electricity. The Control is advantageously carried out automatically depending on the Speed of the drive shaft or the speed of the vehicle and the Driving resistance resulting from the rolling resistance, the gradient resistance as well as the acceleration resistance, whereby the air resistance can be neglected due to the low speeds. The Driving resistance can be calculated from the values for the speed of the drive shaft and the Engine power can be determined.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kommt vorteilhafterweise ein Stellglied zum Einsatz, das die Drehzahl des Verbrennungsmotors an die Drehzahl des Elektromotors anpassen kann, um ruckfrei vom elektrischen Antrieb auf den verbrennungsmotorischen Antrieb schalten zu können.In a further embodiment of the motor vehicle according to the invention an actuator is advantageously used, which the speed of the Internal combustion engine can adapt to the speed of the electric motor jerk-free from the electric drive to the combustion engine drive to be able to switch.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist mindestens eine Batterie vorgesehen, die beim Betrieb der elektrischen Maschine als Generator aufgeladen wird, während beim Betrieb der elektrischen Maschine als Elektromotor elektrische Energie von der Batterie an den Elektromotor abgegeben wird.In a further advantageous embodiment of the invention Motor vehicle at least one battery is provided, which during operation of the electrical machine is charged as a generator while operating the electrical machine as an electric motor electrical energy from the battery the electric motor is delivered.

Um manuell auf Elektroantrieb umschalten zu können, ist in einer Gestaltungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, die mit der ersten Kupplungseinrichtung in Verbindung steht. Mit dieser Betätigungseinrichtung kann die Kupplungseinrichtung dauerhaft, d. h., bis zur nächsten Betätigung der Betätigungseinrichtung, geöffnet werden, so daß die Antriebswelle und somit das Fahrzeug lediglich von dem Elektromotor angetrieben wird. Dabei ist der Verbrennungsmotor gänzlich abgeschaltet, damit das Flurförderfahrzeug in einem geschlossenen Raum emissionsfrei verfahrbar ist.To be able to switch manually to electric drive, is in one Design form of the motor vehicle according to the invention Actuator provided with the first coupling device in Connection is established. With this actuator, the Coupling device permanently, d. that is, until the next actuation of the Actuator, be opened so that the drive shaft and thus the Vehicle is driven only by the electric motor. Here is the  Internal combustion engine completely switched off, so that the industrial truck in one closed space can be moved emission-free.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.In the following, the invention is explained using an exemplary embodiment Reference to the accompanying figures explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines Flurförderfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Steuereinrichtung, Stellglied und Betätigungseinrichtung und Fig. 1 is a side view of a schematic representation of an industrial truck according to the present invention without a control device, actuator and actuator and

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Flurförderfahrzeug von Fig. 1 mit Steuereinrichtung, Stellglied und Betätigungseinrichtung. Fig. 2 is a plan view of the industrial truck of Fig. 1 with the control device, actuator and actuator.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines Flurförderfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Steuereinrichtung, Stellglied und Betätigungseinrichtung. Das Flurförderfahrzeug weist ein Chassis 2 und vier Räder 4', 4", 4''', 4"" auf. In dem hinteren Bereich 6 des Chassis 2 ist ein Verbrennungsmotor 8 angeordnet, dessen Motorwelle 10 sich aus dem Verbrennungsmotor 10 in Richtung des vorderen Bereiches 14 des Chassis 2 erstreckt und in eine erste Kupplungseinrichtung 16 mündet. Die erste Kupplungseinrichtung 16 ist eine reibschlüssige Schaltkupplung, die als Lamellenkupplung ausgebildet ist. In Fahrtrichtung vor dem Verbrennungsmotor ist eine elektrische Maschine 18 angeordnet, die einen Ständer mit den die Erregerwicklungen tragenden Polen und einen darin umlaufenden Rotor 18 mit der Ankerwicklung umfaßt. Der in Richtung der Längsachse des Chassis angeordnete Rotor 18 ist an die erste Kupplungseinrichtung 16 angeschlossen, so daß der Rotor von dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Fig. 1 shows a side view of a schematic representation of an industrial truck according to the present invention without a controller, actuator and actuator. The industrial truck has a chassis 2 and four wheels 4 ', 4 ", 4 ''', 4 "". An internal combustion engine 8 is arranged in the rear region 6 of the chassis 2 , the motor shaft 10 of which extends from the internal combustion engine 10 in the direction of the extends front area 14 of the chassis 2 and opens into a first clutch device 16. The first clutch device 16 is a frictional clutch, which is designed as a multi-plate clutch, an electric machine 18 is arranged in the direction of travel in front of the internal combustion engine, which has a stand with the exciter windings Pole and a rotor 18 rotating therein with the armature winding. The rotor 18 arranged in the direction of the longitudinal axis of the chassis is connected to the first coupling device 16 so that the rotor can be driven by the internal combustion engine.

An der dem vorderen Bereich 14 des Chassis 2 zugewandten Seite der elektrischen Maschine 20 ist der Rotor 18 an einer zweiten Kupplungseinrichtung 22 angeschlossen, die ebenfalls als Lamellenkupplung ausgebildet ist. An die zweite Kupplungseinrichtung 22 schließt sich eine Antriebswelle 24 an, die sich entlang der Längsachse 12 bis in den vorderen Bereich 14 des Chassis 2 erstreckt. Die Antriebswelle 24 treibt weitere mechanische Übertragungselemente 26 an, die das Drehmoment auf die seitlich am Chassis 2 angebrachten Räder 4', 4''' übertragen.On the side of the electrical machine 20 facing the front area 14 of the chassis 2 , the rotor 18 is connected to a second clutch device 22 , which is also designed as a multi-plate clutch. The second coupling device 22 is followed by a drive shaft 24 which extends along the longitudinal axis 12 to the front region 14 of the chassis 2 . The drive shaft 24 drives further mechanical transmission elements 26 , which transmit the torque to the wheels 4 ′, 4 ″ ″ attached to the side of the chassis 2 .

Fig. 2 zeigt das Flurförderfahrzeug von Fig. 1 in der Draufsicht. Am Chassis 2 oder auch an den Aufbauten ist eine Steuereinrichtung 28 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 28 steht über eine erste Steuerleitung 30 mit der ersten Kupplungseinrichtung 16, über eine zweite Steuerleitung 32 mit der zweiten Kupplungseinrichtung 22 und über eine dritte Steuerleitung 34 mit der elektrischen Maschine 20 in Verbindung. Über die erste Steuerleitung 30 wird das Signal zum Öffnen bzw. Schließen der ersten Kupplungseinrichtung 16 übertragen, während über die zweite Steuerleitung 32 das Signal zum Öffnen bzw. Schließen der zweiten Kupplungseinrichtung 22 übertragen wird. Über die dritte Steuerleitung 34 wird ein Steuersignal gesendet, das die Betriebsart der elektrischen Maschine 20 bestimmt, wobei drei Betriebsarten möglich sind. Die elektrische Maschine 20 kann als Elektromotor, der von nicht dargestellten Batterien mit Strom versorgt wird, als Generator zum Aufladen der Batterien oder im Leerlauf betrieben werden. Im letzten Fall dient der Rotor 18 der elektrischen Maschine 20 lediglich der Übertragung des Drehmomentes von dem Verbrennungsmotor 8 auf die Antriebswelle 24, ohne daß Strom erzeugt oder verbraucht wird. Die Steuereinrichtung 28 ist weiterhin über eine erste Meßleitung 36 mit einem Drehzahlmesser 38 verbunden, der die Drehzahl der Antriebswelle 24 mißt. Über die Meßleitung 36 wird die gemessene Drehzahl an die Steuereinrichtung 28 weitergegeben. Zur Messung der Leistung des Verbrennungsmotors ist ein Leistungsmesser 42 vorgesehen, der über eine zweite Meßleitung 40 mit der Steuereinrichtung 28 verbunden ist. Fig. 2 shows the industrial truck of Fig. 1 in plan view. A control device 28 is provided on the chassis 2 or on the superstructures. The control device 28 is connected to the first coupling device 16 via a first control line 30 , to the second coupling device 22 via a second control line 32 and to the electrical machine 20 via a third control line 34 . The signal for opening or closing the first clutch device 16 is transmitted via the first control line 30 , while the signal for opening or closing the second clutch device 22 is transmitted via the second control line 32 . A control signal is sent via the third control line 34 , which determines the operating mode of the electrical machine 20 , three operating modes being possible. The electric machine 20 can be operated as an electric motor, which is powered by batteries, not shown, as a generator for charging the batteries or in idle mode. In the latter case, the rotor 18 of the electrical machine 20 serves only to transmit the torque from the internal combustion engine 8 to the drive shaft 24 , without electricity being generated or consumed. The control device 28 is also connected via a first measuring line 36 to a tachometer 38 which measures the speed of the drive shaft 24 . The measured speed is passed on to the control device 28 via the measuring line 36 . To measure the power of the internal combustion engine, a power meter 42 is provided, which is connected to the control device 28 via a second measuring line 40 .

Zum besseren Verständnis des Aufbaus wird im folgenden die Funktionsweise der Steuereinrichtung 28 beschrieben.For a better understanding of the structure, the operation of the control device 28 is described below.

Beim Stillstand des Flurförderfahrzeugs, d. h. die Antriebswelle 24 rotiert nicht, mißt der Drehzahlmesser 38 den Wert "0" und gibt diesen über die erste Meßleitung 36 an die Steuereinrichtung 28 weiter, die über die erste Steuerleitung 30 die erste Kupplungseinrichtung 16 schließt und über die zweite Steuerleitung 32 die zweite Kupplungseinrichtung 22 öffnet. Außerdem wird über die dritte Steuerleitung 34 ein Steuersignal übertragen, so daß die elektrische Maschine 20 als Generator betrieben wird. Beim Stillstand des Flurförderfahrzeugs wird demzufolge der Generator 20 vom Verbrennungsmotor 8 angetrieben. Der vom Generator erzeugte Strom wird in den nicht dargestellten Batterien gespeichert.When the industrial truck comes to a standstill, ie the drive shaft 24 does not rotate, the tachometer 38 measures the value "0" and passes this on via the first measuring line 36 to the control device 28 , which closes the first coupling device 16 via the first control line 30 and via the second Control line 32 opens the second coupling device 22 . In addition, a control signal is transmitted via the third control line 34 , so that the electrical machine 20 is operated as a generator. When the industrial truck comes to a standstill, the generator 20 is accordingly driven by the internal combustion engine 8 . The electricity generated by the generator is stored in the batteries, not shown.

Zum Anfahren des Flurförderfahrzeugs betätigt der Fahrzeugbediener ein nicht dargestelltes Gaspedal o. ä., woraufhin die Steuereinrichtung 28 die erste Kupplungseinrichtung 16 öffnet und die zweite Kupplungseinrichtung 22 schließt, während die elektrische Maschine 20 vom Generatorbetrieb auf den Elektromotorbetrieb umgeschaltet wird. Beim Anfahren wird die Antriebswelle 24 und somit das Flurförderfahrzeug lediglich von dem Elektromotor 20 angetrieben, der seine elektrische Energie aus den Batterien bezieht.To start the industrial truck, the vehicle operator operates an accelerator pedal or the like, which is not shown, whereupon the control device 28 opens the first coupling device 16 and closes the second coupling device 22 , while the electric machine 20 is switched from generator operation to electric motor operation. When starting, the drive shaft 24 and thus the industrial truck is only driven by the electric motor 20 , which draws its electrical energy from the batteries.

Fährt das Flurförderfahrzeug in einem unteren Geschwindigkeitsbereich, d. h., rotiert die Antriebswelle 24 mit einer Drehzahl, bei der das erzeugte Drehmoment des Elektromotors 20 größer als das mögliche Drehmoment des Verbrennungsmotors 8 bei gleicher Drehzahl ist, so wird die beim Anfahren erforderliche Stellung der Kupplungseinrichtungen 16, 22 sowie die Betriebsart der elektrischen Maschine 20 beibehalten.If the industrial truck travels in a lower speed range, ie if the drive shaft 24 rotates at a speed at which the torque generated by the electric motor 20 is greater than the possible torque of the internal combustion engine 8 at the same speed, the position of the coupling devices 16 required when starting off becomes 22 and maintain the operating mode of the electrical machine 20 .

Fährt das Flurförderfahrzeug hingegen in einem höheren Geschwindigkeitsbereich, d. h., rotiert die Antriebswelle 24 mit einer Drehzahl, bei der das erzeugte Drehmoment des Elektromotors 20 kleiner als das mögliche Drehmoment des Verbrennungsmotors 8 bei gleicher Drehzahl ist, so schließt die Steuereinrichtung 28 über die erste Steuerleitung 30 die erste Kupplungseinrichtung 16. Außerdem wird über die dritte Steuerleitung 34 ein Steuersignal an die elektrische Maschine 20 übertragen, die dadurch vom Elektromotorbetrieb in den Generatorbetrieb umgeschaltet wird. Die Antriebswelle 24 bzw. das Flurförderfahrzeug wird nun nur noch vom Verbrennungsmotor 8 angetrieben, der dabei den Rotor 18 der als Generator betriebenen elektrischen Maschine 20 dreht. Auf diese Weise wird zusätzlich Strom erzeugt, der in die Batterien gespeist wird.If, on the other hand, the industrial truck travels in a higher speed range, ie if the drive shaft 24 rotates at a speed at which the torque generated by the electric motor 20 is less than the possible torque of the internal combustion engine 8 at the same speed, the control device 28 closes via the first control line 30 the first coupling device 16 . In addition, a control signal is transmitted to the electrical machine 20 via the third control line 34 , which is thereby switched from the electric motor operation to the generator operation. The drive shaft 24 or the industrial truck is now only driven by the internal combustion engine 8 , which rotates the rotor 18 of the electrical machine 20 operated as a generator. In this way, additional electricity is generated, which is fed into the batteries.

Wenn das Flurförderfahrzeug in einem höheren Geschwindigkeitsbereich fährt kommt es vor, das sich der Fahrwiderstand aufgrund äußerer Umstände erhöht. So kann beispielsweise der Rollwiderstand durch starke Beladung des Fahrzeugs oder der Steigungswiderstand durch einen starken Anstieg der Fahrbahn erhöht sein. Die Steuereinrichtung 28 ermittelt anhand der Drehzahl, die vom Drehzahlmesser 38 ermittelt und über die erste Meßleitung 36 weitergeleitet wird, und der Leistung, die vom Leistungsmesser 42 ermittelt und über die zweite Meßleitung 40 weitergeleitet wird, den Fahrwiderstand, für den ein unterer, ein mittlerer und ein oberer Grenzwert vorgegeben ist. Wenn der Fahrwiderstand unterhalb des unteren Grenzwertes liegt, wird die elektrische Maschine 20 als Generator betrieben. Liegt der Fahrwiderstand zwischen dem unteren und mittleren Grenzwert, so wird von der Steuereinrichtung 28 ein Steuersignal über die dritte Steuerleitung 34 an die elektrische Maschine 20 übertragen, um die elektrische Maschine in den Leerlaufbetrieb zu schalten, d. h., der Rotor 18 der elektrischen Maschine 20 dient lediglich als Übertragungswelle, so daß der Verbrennungsmotor 8 entlastet wird. Steigt der Fahrwiderstand in den Bereich zwischen dem mittleren und oberen Grenzwert, so wird von der Steuereinrichtung 28 ein Signal über die dritte Steuerleitung 34 an die elektrische Maschine 20 übertragen, die dadurch in den Elektromotorbetrieb geschaltet wird, so daß die elektrische Maschine 20 den Verbrennungsmotor 8 beim Antreiben der Antriebswelle 24 unterstützt.If the industrial truck travels at a higher speed range, the driving resistance may increase due to external circumstances. For example, the rolling resistance can be increased by heavily loading the vehicle or the gradient resistance by a steep increase in the road surface. The controller 28 determined on the basis of the rotational speed, which is determined from the tachometer 38 and forwarded via the first measuring line 36, and the power that is determined by the power meter 42 and forwarded via the second measuring line 40, the running resistance, a lower to a medium and an upper limit is specified. If the driving resistance is below the lower limit value, the electrical machine 20 is operated as a generator. If the driving resistance lies between the lower and middle limit value, the control device 28 transmits a control signal to the electrical machine 20 via the third control line 34 in order to switch the electrical machine to idle mode, ie the rotor 18 of the electrical machine 20 is used only as a transmission shaft, so that the internal combustion engine 8 is relieved. If the driving resistance increases in the range between the middle and upper limit value, the control device 28 transmits a signal via the third control line 34 to the electric machine 20 , which is thereby switched to electric motor operation, so that the electric machine 20 drives the internal combustion engine 8 assisted in driving the drive shaft 24 .

Überschreitet der Fahrwiderstand den oberen Grenzwert, so wird von der Steuereinrichtung 28 ein Alarmsignal über einen nicht dargestellten Signalgeber an den Fahrzeugführer übertragen, dem angezeigt wird, daß das Fahrzeug unter den gegebenen Randbedingungen nur noch für eine begrenzte Zeit einsatzbereit ist.If the driving resistance exceeds the upper limit value, the control device 28 transmits an alarm signal to the vehicle driver via a signal transmitter (not shown), which indicates that the vehicle is only ready for use for a limited time under the given boundary conditions.

Zur Verbesserung des subjektiven Fahrgefühls ist noch ein weiteres Stellglied 44 vorgesehen, das über eine dritte Meßleitung 46 mit der elektrischen Maschine 20 in Verbindung steht, während eine vierte Steuerleitung 48 vom Stellglied 44 zum Verbrennungsmotor 8 führt. Das Stellglied 44 ist derart ausgebildet, daß beim Elektrobetrieb des Fahrzeugs, wenn die erste Kupplungseinrichtung 16 geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung 22 geschlossen ist, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 8, die über die vierte Steuerleitung 48 übermittelt wird, an die Drehzahl der als Elektromotor betriebenen elektrischen Maschine 20 angepaßt wird, die über die dritte Meßleitung 46 an das Stellglied 44 übermittelt wird. Dadurch entsteht beim Elektrobetrieb der Eindruck, daß der Verbrennungsmotor das Fahrzeug antreibt. Dieser Eindruck ist bedeutsam, da ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen Drehzahlzunahme (auch: Geräuschzunahme) und Geschwindigkeitsveränderung vom Fahrzeugführer als irritierend empfunden wird.To improve the subjective driving experience, a further actuator 44 is provided, which is connected to the electrical machine 20 via a third measuring line 46 , while a fourth control line 48 leads from the actuator 44 to the internal combustion engine 8 . The actuator 44 is designed such that during electrical operation of the vehicle, when the first clutch device 16 is open and the second clutch device 22 is closed, the speed of the internal combustion engine 8 , which is transmitted via the fourth control line 48 , to the speed of the electrical operated as an electric motor Machine 20 is adapted, which is transmitted via the third measuring line 46 to the actuator 44 . This creates the impression during electrical operation that the internal combustion engine drives the vehicle. This impression is significant because the driver perceives a non-linear relationship between the increase in speed (also: increase in noise) and the change in speed as irritating.

In einem Bereich des Flurförderfahrzeugs, der für den Aufenthalt des Fahrzeugführers vorgesehen ist, ist eine ferner eine Betätigungseinrichtung 50 angeordnet, die über eine fünfte Steuerleitung 52 mit der ersten Kupplungseinrichtung 16 verbunden ist. Die Betätigungseinrichtung 50 hat zwei mögliche Einstellungen, nämlich Schließen und Öffnen der ersten Kupplungseinrichtung 16. Dadurch ist dem Fahrzeugführer die Möglichkeit gegeben, den Verbrennungsmotor 8 über die fünfte Steuerleitung 52 manuell von dem Rotor 18 zu trennen, falls lediglich der Elektrobetrieb des Fahrzeugs erwünscht ist.In an area of the industrial truck that is intended for the driver's stay, an actuating device 50 is also arranged, which is connected to the first coupling device 16 via a fifth control line 52 . The actuating device 50 has two possible settings, namely closing and opening the first coupling device 16 . This gives the vehicle driver the option of manually disconnecting the internal combustion engine 8 from the rotor 18 via the fifth control line 52 if only the electrical operation of the vehicle is desired.

Um die Übertragung von Drehmomentschwankungen zu verringern, ist zwischen der Motorwelle 10 und der ersten Kupplungseinrichtung 16 noch eine drehelastische, nichtschaltbare dritte Kupplungseinrichtung 51, z. B. eine Gummikupplung vorgesehen.In order to reduce the transmission of torque fluctuations, between the motor shaft 10 and the first coupling device 16 there is also a torsionally elastic, non-switchable third coupling device 51 , e.g. B. provided a rubber coupling.

Claims (18)

1. Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, der eine elektrische Maschine (20), einen Verbrennungsmotor (8) und eine Antriebswelle (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (18) der elektrischen Maschine (20) zwei vorstehende Rotorenden aufweist, von denen das erste Rotorende an die Motorwelle (10) des Verbrennungsmotors (8) und das zweite Rotorende an die Antriebswelle (24) kuppelbar ist.1. Motor vehicle with a hybrid drive, which has an electrical machine ( 20 ), an internal combustion engine ( 8 ) and a drive shaft ( 24 ), characterized in that the rotor ( 18 ) of the electrical machine ( 20 ) has two projecting rotor ends, one of which the first rotor end can be coupled to the motor shaft ( 10 ) of the internal combustion engine ( 8 ) and the second rotor end to the drive shaft ( 24 ). 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Rotorende und der Motorwelle (10) des Verbrennungsmotors (8) eine erste fremdgeschaltete Kupplungseinrichtung (16) und zwischen dem zweiten Rotorende und der Antriebswelle (24) eine zweite fremdgeschaltete Kupplungseinrichtung (22) vorgesehen ist.2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that between the first rotor end and the motor shaft ( 10 ) of the internal combustion engine ( 8 ) a first externally connected coupling device ( 16 ) and between the second rotor end and the drive shaft ( 24 ) a second externally connected coupling device ( 22 ) is provided. 3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kupplungseinrichtung (16, 22) eine Magnet- oder eine Lamellenkupplung ist.3. Motor vehicle according to claim 2, characterized in that the first and second clutch device ( 16 , 22 ) is a magnetic or a multi-plate clutch. 4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Motorwelle (10) des Verbrennungsmotors (8) und der ersten Kupplungseinrichtung (16) eine dritte drehelastische, nichtschaltbare Kupplungseinrichtung zur Verringerung von Drehmomentschwankungen vorgesehen ist.4. Motor vehicle according to claim 2 or 3, characterized in that between the motor shaft ( 10 ) of the internal combustion engine ( 8 ) and the first coupling device ( 16 ) a third torsionally flexible, non-switchable coupling device is provided for reducing torque fluctuations. 5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kupplungseinrichtung eine Gummikupplung ist.5. Motor vehicle according to claim 4, characterized in that the third Coupling device is a rubber coupling. 6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (28) vorgesehen ist, die die Schaltstellung der ersten und/oder zweiten Kupplungseinrichtung (16, 22) vorgibt. 6. Motor vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that a control device ( 28 ) is provided which specifies the switching position of the first and / or second clutch device ( 16 , 22 ). 7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (28, 34) zum Umschalten der elektrischen Maschine (20) in den Generator-, Elektromotor- oder Leerlaufbetrieb vorgesehen sind.7. Motor vehicle according to claim 6, characterized in that means ( 28 , 34 ) for switching the electrical machine ( 20 ) are provided in the generator, electric motor or idle mode. 8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß beim Stillstand des Fahrzeugs die erste Kupplungseinrichtung (16) geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung (22) geöffnet ist, wobei die elektrische Maschine (20) als Generator betrieben wird.8. Motor vehicle according to claim 7, characterized in that the control device ( 28 ) is designed such that when the vehicle is at a standstill, the first coupling device ( 16 ) is closed and the second coupling device ( 22 ) is open, the electrical machine ( 20 ) being Generator is operated. 9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß die erste Kupplungseinrichtung (16) geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung (22) geschlossen ist, wenn die Antriebswelle (24) mit einer Drehzahl unterhalb einer vorgegebenen Drehzahl rotiert, bei der das Drehmoment des Elektromotors größer als das Drehmoment des Verbrennungsmotors (8) ist, wobei die elektrische Maschine (20) als Elektromotor betrieben wird.9. Motor vehicle according to claim 7, characterized in that the control device ( 28 ) is designed such that the first coupling device ( 16 ) is opened and the second coupling device ( 22 ) is closed when the drive shaft ( 24 ) at a speed below a predetermined Rotates speed at which the torque of the electric motor is greater than the torque of the internal combustion engine ( 8 ), the electric machine ( 20 ) being operated as an electric motor. 10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellglied (44) vorgesehen ist, das die Drehzahl des Verbrennungsmotors (8) an die Drehzahl des Elektromotors anpaßt.10. Motor vehicle according to claim 9, characterized in that an actuator ( 44 ) is provided which adjusts the speed of the internal combustion engine ( 8 ) to the speed of the electric motor. 11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß die erste und zweite Kupplungseinrichtung (16, 22) geschlossen sind, wenn die Antriebswelle (24) mit einer Drehzahl oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl rotiert, bei der das Drehmoment des Elektromotors kleiner als das Drehmoment des Verbrennungsmotors (8) ist.11. Motor vehicle according to claim 7, characterized in that the control device ( 28 ) is designed such that the first and second clutch devices ( 16 , 22 ) are closed when the drive shaft ( 24 ) rotates at a speed above a predetermined speed, at the torque of the electric motor is less than the torque of the internal combustion engine ( 8 ). 12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (28, 36, 38, 40, 42) zur Überwachung des Fahrwiderstandes vorgesehen sind. 12. Motor vehicle according to claim 11, characterized in that means ( 28 , 36 , 38 , 40 , 42 ) are provided for monitoring the driving resistance. 13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß die elektrische Maschine (20) in den Generatorbetrieb geschaltet ist, wenn der Fahrwiderstand unterhalb eines vorgegebenen unteren Grenzwertes liegt.13. Motor vehicle according to claim 12, characterized in that the control device ( 28 ) is designed such that the electrical machine ( 20 ) is switched to generator operation when the driving resistance is below a predetermined lower limit. 14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß die elektrische Maschine (20) in den Leerlaufbetrieb geschaltet ist, wenn der Fahrwiderstand oberhalb des unteren Grenzwertes und unterhalb eines vorgegebenen mittleren Grenzwertes liegt.14. Motor vehicle according to claim 13, characterized in that the control device ( 28 ) is designed such that the electrical machine ( 20 ) is switched to idle mode when the driving resistance is above the lower limit value and below a predetermined average limit value. 15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß die elektrische Maschine (20) in den Elektromotorbetrieb geschaltet ist, wenn der Fahrwiderstand oberhalb des mittleren Grenzwertes und unterhalb eines vorgegebenen oberen Grenzwertes liegt.15. Motor vehicle according to claim 14, characterized in that the control device ( 28 ) is designed such that the electrical machine ( 20 ) is switched to electric motor operation when the driving resistance is above the average limit and below a predetermined upper limit. 16. Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber vorgesehen ist, der anzeigt, wenn der Fahrwiderstand oberhalb des oberen Grenzwertes liegt.16. Motor vehicle according to claim 15, characterized in that a Signal generator is provided which indicates when the driving resistance is above of the upper limit. 17. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Batterien vorgesehen sind, die im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine (20) aufgeladen werden, während die elektrische Energie im Elektromotorbetrieb der elektrischen Maschine (20) an den Elektromotor abgegeben wird.17. Motor vehicle according to one of claims 7 to 16, characterized in that batteries are provided which are charged in the generator mode of the electrical machine ( 20 ), while the electrical energy in the electric motor operation of the electrical machine ( 20 ) is delivered to the electric motor. 18. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung (50) zum dauerhaften Öffnen der ersten Kupplungseinrichtung (16) vorgesehen ist.18. Motor vehicle according to one of claims 2 to 17, characterized in that an actuating device ( 50 ) for permanently opening the first coupling device ( 16 ) is provided.
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