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Dokumentenidentifikation DE102006016408B4 22.11.2007
Titel Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Schramm, Hendrik, 85111 Adelschlag, DE
DE-Anmeldedatum 07.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006016408
Offenlegungstag 18.10.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse F02B 67/04(2006.01)A, F, I, 20060407, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F02B 67/06(2006.01)A, L, I, 20060407, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Das Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs weist bekanntermaßen eine Brennkraftmaschine auf, die über ihre Abtriebswelle mit einem Geschwindigkeitswechselgetriebe verbunden ist. Regelmäßig ist die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine dabei über ein zusätzliches Nebengetriebe mit zumindest einem Hilfsaggregat und einer Elektromaschine, gekoppelt. Die Elektromaschine kann wahlweise als ein Anlassermotor oder in einem normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs als ein Stromgenerator betrieben werden.

Aus der EP 1 079 085 B1 ist eine gattungsbestimmende Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine ist über ein Nebengetriebe mit einem Hilfsaggregat und einer Elektromaschine verbunden, die als ein Anlassermotor für die Brennkraftmaschine betreibbar ist, der in einem Anlassbetrieb die Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle antreibt. Zusätzlich kann die Elektromaschine in einem Standbetrieb bei stillgesetzter Brennkraftmaschine das Hilfsaggregat über das Nebengetriebe antreiben.

Zwischen der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle und dem Nebengetriebe ist eine Kupplung geschaltet, die in einem normalen Fahrzeugbetrieb geschlossen ist. Dadurch kann die Brennkraftmaschine über das Nebengetriebe das Hilfsaggregat antreiben. Gleichzeitig wird über das Nebengetriebe auch die Elektromaschine angetrieben, die im normalen Fahrzeugbetrieb als ein Stromgenerator arbeitet. Somit steht für den Antrieb des Hilfsaggregats und für den Antrieb der Elektromaschine nur ein gemeinsames Nebengetriebe zur Verfügung. Um den im Standbetrieb, im Anlassbetrieb und im normalen Fahrzeugbetrieb auftretenden Betriebskräften Stand zu halten, ist das gemeinsame Nebengetriebe entsprechend aufwändig zu dimensionieren. Außerdem ist die Elektromaschine entsprechend auszulegen, um nicht nur als ein Anlassermotor für die Brennkraftmaschine zu arbeiten, sondern auch um im normalen Fahrzeugbetrieb als ein Stromgenerator zu arbeiten.

Ergänzend sei noch auf die US 2005/0148417 A1 und US 6,048,288 A verwiesen, in denen ebenfalls Brennkraftmaschinen beschrieben sind, bei denen jeweils im Stillstandsbetrieb der Brennkraftmaschine Nebenaggregate von einer Elektromaschine angetrieben werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, bei der die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine betriebssicher mit der Elektromaschine und dem Hilfsaggregat verbunden ist.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Sinngemäß weist die Brennkraftmaschine nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zwei voneinander unabhängig arbeitende Nebengetriebe auf, von denen das erste Nebengetriebe die Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle mit dem Hilfsaggregat und der Elektromaschine verbindet. Das zweite Nebengetriebe koppelt die Brennkraftmaschine unabhängig vom ersten Nebengetriebe mit dem Hilfsaggregat. Im Fahrzeugbetrieb treibt daher die Brennkraftmaschine über das zweite Nebengetriebe das Hilfsaggregat an.

Erfindungsgemäß wird somit im Anlassbetrieb von der Elektromaschine über das erste Nebengetriebe ein Anlass-Drehmoment auf die Brennkraftmaschine übertragen, und im Standbetrieb von der Elektromaschine über das erste Nebengetriebe ein Drehmoment auf das Hilfsaggregat übertragen. Demgegenüber wird im Fahrzeugbetrieb von der Brennkraftmaschine über das zweite Nebengetriebe ein Drehmoment auf das Hilfsaggregat übertragen. Durch die Entkopplung des ersten Nebengetriebes vom zweiten Nebengetriebe kann im normalen Fahrzeugbetrieb die Brennkraftmaschine das Hilfsaggregat unabhängig vom ersten Nebengetriebe antreiben. Trotz der Drehmoment-Übertragung von der Brennkraftmaschine auf das Hilfsaggregat kann daher im Fahrzeugbetrieb eine Drehmoment-Übertragung auf die Elektromaschine unterbunden sein. Das erste und das zweite Nebengetriebe stellen daher zwei voneinander unabhängige Drehmoment-Übertragungswege für den Anlassbetrieb, den Standbetrieb und den normalen Fahrzeugbetrieb bereit.

Bevorzugt kann auf einer Drehwelle des Hilfsaggregats ein erstes Abtriebsrad und ein zweites Abtriebsrad sitzen, die jeweils dem ersten und dem Nebengetriebe zugeordnet sind. Dadurch ist in einfacher Weise gewährleistet, dass das Hilfsaggregat sowohl über das erste als auch das zweite Nebengetriebe antreibbar ist. So kann in einem Standbetrieb bei stillgesetzter Brennkraftmaschine die Elektromaschine über das erste Nebengetriebe das Hilfsaggregat antreiben, während im normalen Fahrzeugbetrieb die Brennkraftmaschine über das zweite Nebengetriebe das Hilfsaggregat antreiben kann. Das Hilfsaggregat kann ein Klimaanlagenkompressor sein, der somit sowohl im Standbetrieb als auch im normalen Fahrbetrieb betreibbar ist.

Vorteilhaft können das erste und/oder zweite Abtriebsrad des Hilfsaggregats mit einem Freilauf bzw. einer Rücklaufsperre versehen sein, die die beiden Abtriebsräder voneinander bewegungsentkoppelt. Der Freilauf gewährleistet, dass im Standbetrieb keine Drehmoment-Übertragung vom ersten Nebengetriebe auf das zweite Nebengetriebe erfolgt. Umgekehrt kann auch gewährleistet werden, dass im Fahrzeugbetrieb keine Drehmoment-Übertragung vom zweiten Nebengetriebe auf das erste Nebengetriebe erfolgt. Der Freilauf bewirkt, dass das erste und/oder zweite Abtriebsrad des Hilfsaggregats jeweils nur in einer Drehrichtung ein Drehmoment auf die Drehwelle des Hilfsaggregats überträgt. In der entgegensetzten Richtung ist das Abtriebsrad dagegen freilaufend auf der Drehwelle des Hilfsaggregats angeordnet, so dass keine Drehmoment-Übertragung auf die Hilfsaggregats-Drehwelle stattfinden kann.

Im Gegensatz zu einer schaltbaren Kupplung erfolgt daher mittels des Freilaufs eine selbsttätige Kopplung bzw. Entkopplung der Abtriebsräder von der Hilfsaggregats-Drehwelle in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebsräder. Eine aufwendige Fremdsteuerung zur Kopplung bzw. Entkopplung, wie es bei fremdgesteuerten Kupplungen, etwa Magnetkupplungen, der Fall ist, ist somit erfindungsgemäß vermieden.

Das zweite Nebengetriebe kann als ein Antriebsrad ein drehfest auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle sitzendes Triebrad aufweisen. Im normalen Fahrzeugbetrieb erfolgt die Drehmoment-Übertragung von dem auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle sitzenden Triebrad über das zweite Nebengetriebe zu dem zweiten Hilfsaggregat-Abtriebsrad.

Demgegenüber kann das erste Nebengetriebe als ein Antriebsrad ein drehfest auf der Drehwelle der Elektromaschine sitzendes Triebrad aufweisen, das im Standbetrieb das erste Hilfsaggregat-Abtriebsrad antreibt. Um im Anlassbetrieb eine Drehmoment-Übertragung von der Elektromaschine auf die Brennkraftmaschine zu ermöglichen, kann das erste Nebengetriebe ein weiteres Abtriebsrad aufweisen, das auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle sitzt. Mittels dieses Abtriebsrads kann im Anlassbetrieb ein Kraftfluss von der Elektromaschine auf die Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle erfolgen. Dieses weitere Abtriebsrad des ersten Nebengetriebes sitzt dabei zusammen mit dem Triebrad des zweiten Nebengetriebes auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle. Um hier eine Entkopplung des ersten und des zweiten Nebengetriebes zu ermöglichen, kann das Brennkraftmaschinen-Abtriebsrad mit einem Freilauf versehen sein. Wie bereits oben erwähnt ist, ermöglicht der Freilauf in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Abtriebsrads selbsttätig eine Kopplung bzw. Entkopplung mit der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle. So kann im Standbetrieb bei stillgesetzter Brennkraftmaschine über das Brennkraftmaschinen-Abtriebsrad mit Freilauf bei einer Entkopplung mit der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle ein Drehmoment von der Elektromaschine auf das Hilfsaggregat übertragen werden. Bei einer Drehrichtungsumkehr ist dagegen ein Anlassbetrieb gewährleistet, bei dem ein Drehmoment von der Elektromaschine auf die Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle übertragbar ist.

Bei einer entsprechenden Anordnung der Freiläufe bzw. alternativer Kopplungselemente kann daher im Standbetrieb des Fahrzeugs das erste Nebengetriebe von der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle bewegungsentkoppelt sein. Demgegenüber wird im Fahrzeugbetrieb über das zweite Nebengetriebe von der Brennkraftmaschine ein Drehmoment auf das Hilfsaggregat übertragen. Durch entsprechende Anordnung des Freilaufs bzw. eines anderen Kopplungselements kann in diesem Fall das Brennkraftmaschinen-Abtriebsrad von der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle entkoppelt sein. Somit wird während des Fahrzeugbetriebs kein Drehmoment von der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle auf die Elektromaschine übertragen, so dass die Elektromaschine während des Fahrzeugbetriebs stillsteht und somit die Elektromaschine niedriger dimensionierbar ist.

Als Elektromaschine sind insbesondere elektronisch kommutierte Maschinen einsetzbar, etwa eine Reluktanzmaschine, eine Asynchronmaschine, eine Transversalflussmaschine oder eine permanenterregte Synchronmaschine.

Bevorzugt können die ersten und zweiten Nebengetriebe jeweils Zugmittelgetriebe, vorzugsweise Riementriebe sein, um zwischen den Drehwellen des Hilfsaggregats bzw. der Elektromaschine und der Kurbelwelle die Drehmomente in einfacher Weise zu übertragen. In Abhängigkeit von dem gewählten Riementyp kann die Drehmomentübertragung zwischen dem Riemen und den zugeordneten Riemenscheiben reibschlüssig oder mit Reib- und Formschluss erfolgen. Die Übersetzung ist dabei abhängig vom Durchmesserverhältnis der jeweiligen Riemenscheiben.

Der Riemen des ersten Nebengetriebes kann bevorzugt das auf der Elektronenmaschinen-Drehwelle sitzenden Triebrad und das erste Abtriebsrad der Hilfsaggregat-Drehwelle umhüllen, während der Riemen mit seiner Außenseite das auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle sitzende Abtriebsrad umschlingt. Der Riemen des zweiten Nebengetriebes kann dagegen das auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle sitzende Triebrad und das zweite Abtriebsrad der Hilfsaggregat-Drehwelle umhüllen.

Bevorzugt ist es, wenn die Elektromaschine in Abhängigkeit von ihrem Einsatz als Anlassermotor für die Brennkraftmaschine oder als Antriebsmotor für das Hilfsaggregat ihre Antriebs-Drehrichtung umkehren kann. In diesem Fall kann das erste Nebengetriebe in zwei entgegengesetzten Antriebs-Drehrichtungen betrieben werden: Im Anlassbetrieb kann so das Elektromaschinen-Triebrad in der ersten Drehrichtung über das erste Nebengetriebe die Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle antreiben. Das erste Nebengetriebe ist dabei über den Freilauf des ersten Abtriebsrads der Hilfsaggregat-Drehwelle vom zweiten Nebengetriebe bewegungsentkoppelt. Dagegen kann im Standbetrieb das Elektromaschinen-Triebrad in der zweiten Drehrichtung betrieben werden. In diesem Fall treibt die Elektromaschine über das erste Nebengetriebe das erste Abtriebsrad der Hilfsaggregat-Drehwelle an, während das zweite Nebengetriebe über die Freiläufe des auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle sitzenden Abtriebsrads und des zweiten Abtriebsrads der Hilfsaggregat-Drehwelle bewegungsentkoppelt ist.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

1 in einer schematischen Seitenansicht eine Brennkraftmaschine mit dem ersten und dem zweiten Nebengetriebe;

2 bis 4 jeweils einen Seitenteilschnitt einer Elektromaschine, der Kurbelwelle mit dem Antriebsrad und dem Abtriebsrad und eines Klimaanlagen-Kompressors; und

5 bis 7 jeweils verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine.

In der 1 ist mit strichpunktierter Linie eine Brennkraftmaschine 1 eines Fahrzeug-Antriebsaggregats angedeutet, mit der ein Kraftfahrzeug über ein nicht dargestelltes Geschwindigkeits-Wechselgetriebe angetrieben wird. In der 1 ist das dem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe gegenüberliegende Ende der Brennkraftmaschine 1 ersichtlich, auf deren Kurbelwelle 3 ein Triebrad 5 drehfest aufsitzt. Gemäß der 1 axial hinter dem Triebrad 5 sitzt ein Abtriebsrad 7 auf der Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine 1.

Das Abtriebsrad 7 ist in einem ersten Nebengetriebe 8 eingebunden, das vorliegend als ein erster Riementrieb gebildet ist. Mit dem ersten Riementrieb 8 ist eine an der Brennkraftmaschine 1 angeordnete Elektromaschine 9 mit dem auf der Kurbelwelle 3 sitzenden Abtriebsrad 7 und mit einem ersten Abtriebsrad 11 eines Klimaanlagenkompressors 13 verbunden. Hierzu weist der Riementrieb 8 als ein Zugmittel einen Endlos-Riemen 15 auf, der ein Antriebsrad 17 der Elektromaschine 9 sowie das erste Abtriebsrad 11 des Kompressors 13 umhüllt, während der Riemen 15 mit seiner Außenseite das Brennkraftmaschinen-Abtriebsrad 7 umschlingt. Zusätzlich umhüllt der erste Riemen 15 des ersten Riementriebs 8 ein Spannrad 19. Das Spannrad 19 ist an einem abgewinkelten Schwenkhebel 21 gehaltert, der an seinem einen Ende an der Brennkraftmaschine 1 angelenkt ist. Ein freies Ende 23 des Spannhebels 21 ist über eine Spannfeder 25 in einer Schwenkrichtung vorgespannt, um den Riemen 15 mit einer über die Betriebsdauer gleichbleibenden Spannkraft zu beaufschlagen. Die Spannfeder 25 ist in der 1 der Elektromaschine 9 befestigt.

Die Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine 1 ist mit ihrem Triebrad 5 über ein zweites Nebengetriebe 29 mit einem zweiten Abtriebsrad 31 des Kompressors 13 verbunden. Das zweite Nebengetriebe 29 ist ebenfalls ein Riementrieb. Der Riementrieb 29 verbindet in den Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich das Kurbelwellen-Abtriebsrad 5 mit dem zweiten Hilfsaggregat-Abtriebsrad 31. Tatsächlich kann der zweite Riementrieb 29 noch weitere Riemenscheiben zusätzlicher Aggregate aufreiben sowie Spannräder umschlingen.

Sowohl das erste Abtriebsrad 11 als auch das zweite Abtriebsrad 31 sitzen auf einer Drehwelle 33 des Klimaanlagen-Kompressors 13. Der zweite Riementrieb 29 umhüllt vorliegend das Triebrad 5 der Kurbelwelle 3 und das zweite Abtriebsrad 31 des Kompressors 13.

In den 2 bis 4 sind jeweils in einer Seitenschnittansicht die Antriebsräder bzw. Abtriebsräder des ersten und des zweiten Nebengetriebes 8, 29 gezeigt. Demzufolge ist gemäß der 2 das Antriebsrad 17 der Elektromaschine 9 gezeigt, das an seinem Außenumfang mit einer Riemen-Spur gebildet ist und innenumfangsseitig über ein Kugellager 35 auf einem Lagersitz 37 der Elektromaschine 9 aufsitzt. Das Antriebsrad 17 wird über eine Antriebswelle 38 der Elektromaschine 9 angetrieben. In der 3 sind das auf der Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine 1 sitzende Antriebsrad 5 und das Abtriebsrad 7 gezeigt. Dabei ist das Antriebsrad 7 über einen Schwingungsdämpfer 39 drehfest auf einem Ende der Kurbelwelle 3 befestigt. Das Abtriebsrad 7 ist über einen zwischengeschalteten Freilauf bzw. eine Rücklaufsperre 41 auf dem Kurbelwellenende 40 angebracht. Der Freilauf 41 weist einen Innenring 43 und einen Außenring 45 auf, der über Kugeln 47 auf dem Innenring 43 abgestützt ist. Der Außenring 45 trägt das Abtriebsrad 7, während der Innenring 43 drehfest auf dem Kurbelwellenende 40 sitzt. In bekannter Weise werden die Kugeln 47 von nicht gezeigten Federn in einer Drehrichtung in einen sich verengenden Ringspalt zwischen dem Innenring 43 und dem Außenring 43 gedrückt. Wird daher das Abtriebsrad 7 in dieser Drehrichtung angetrieben, so werden die Kugeln 47 eingeklemmt, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Innenring 43 und dem Außenring 45 entsteht. Diese kraftschlüssige Verbindung löst sich, sobald das Abtriebsrad 7 in der entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben wird. In diesem Fall dreht sich der Außenring 45, während der Innenring 43 steht. Es wird somit kein Drehmoment vom Abtriebsrad 7 auf die Kurbelwelle 3 übertragen.

In der 4 sind das erste Abtriebsrad 11 und das zweite Abtriebsrad 31 des Kompressors 13 gezeigt. Beide Abtriebsräder 11, 31 des Kompressors 13 sind über jeweils einen Freilauf 49, 51 auf der Drehwelle 33 des Kompressors 13 gelagert. Der Freilauf 49 des ersten Abtriebsrads 11 ist in der 4 nur als schraffierter Block angedeutet. Zusätzlich ist das Abtriebsrad 11 über ein Doppelrillenlager 52 auf der Drehwelle 33 abgestützt.

Die Freiläufe 49, 51 des Kompressors 13 sowie der Freilauf 41 der Kurbelwelle 3 können in etwa baugleich ausgebildet sein. Das heißt, dass jeweils ein Innenring 43 des Freilaufs 49, 51 drehfest auf dem Ende der Kompressor-Drehwelle 33 sitzt. Gemäß der 4 ist das Ende der Kompressor-Drehwelle 33 in etwa topfförmig ausgebildet. Der Freilauf 49 des ersten Abtriebsrads 11 sowie der Freilauf 51 des zweiten Abtriebsrads 31 bewirken in derselben Drehrichtung, d. h. in den Figuren im Uhrzeigersinn jeweils ein Verklemmen ihrer Innen- und Außenringe 43, 45. Diese kraftschlüssige Verbindung wird jeweils in den entgegengesetzten Drehrichtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn, wieder aufgehoben.

Nachfolgend werden anhand der 5 bis 7 der Anlassbetrieb bzw. ein Kaltstart, der normale Fahrzeugbetrieb sowie der Standbetrieb beschrieben: Gemäß der 5 wird zum Anlassen der Brennkraftmaschine 1 die Elektromaschine 9 gestartet, so dass deren Antriebsrad 17 in einer ersten Drehrichtung 1 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Dadurch wird über den ersten Riementrieb 8 ein Drehmoment auf das Abtriebsrad 7 der Kurbelwelle 3 übertragen, der im Uhrzeigersinn dreht. Das mit dem Freilauf 41 auf der Kurbelwelle 3 sitzende Abtriebsrad 7 ist in der sich ergebenden Drehrichtung im Uhrzeigersinn in kraftschlüssiger Verbindung mit der Kurbelwelle 3. Dementsprechend kann die Brennkraftmaschine 1 in bekannter Weise über die Elektromaschine 9 gestartet werden.

Die Elektromaschine 9 ist über den Riementrieb 8 zusätzlich mit dem ersten Abtriebsrad 11 des Kompressors 13 verbunden, das in gleicher Richtung dreht wie das Antriebsrad 17 der Elektromaschine 9. Im Anlassbetrieb dreht sich das erste Hilfsaggregats-Antriebsrad 11 im Gegenuhrzeigersinn. Bei einer Drehung des ersten Abtriebsrads 11 im Gegenuhrzeigersinn entsteht aufgrund des zwischen dem ersten Abtriebsrad 11 und der Kompressor-Drehwelle 33 geschalteten Freilaufs 49 keine kraftschlüssige Verbindung. Daher wird keine Drehbewegung auf die Kompressor-Drehwelle 33 übertragen.

Während der vorbeschriebenen Anlassphase wird das zweite Nebengetriebe 29 durch das drehfest auf der Kurbelwelle 3 sitzende Antriebsrad 5 angetrieben. Dadurch wird gemäß der 5 das zweite Abtriebsrad 31 im Uhrzeigersinn bewegt. Der zwischen dem zweiten Abtriebsrad 31 und der Kompressor-Drehwelle 33 geschaltete Freilauf 51 bewirkt bei einer solchen Drehung im Uhrzeigersinn eine kraftschlüssige Verbindung, wodurch die Kompressor-Drehwelle 33 angetrieben wird.

In der 6 ist der Standbetrieb dargestellt, bei dem die Brennkraftmaschine 1 stillgesetzt ist. Im Gegensatz zur 5 wird hier die Elektromaschine 9 mit ihrem Antriebsrad 17 in der umgekehrten Drehrichtung II betrieben. In diesem Fall treibt die Elektromaschine 9 das Abtriebsrad 7 der Kurbelwelle 3 im Gegenuhrzeigersinn an, in dem die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 7 und der Kurbelwelle 3 aufgehoben ist. Somit wird kein Drehmoment auf die Brennkraftmaschine 1 übertragen. Weiterhin treibt die Elektromaschine 9 über den Riementrieb 8 das erste Abtriebsrad 11 des Kompressors 13 im Uhrzeigersinn an. Eine solche Drehung des ersten Hilfsaggregats-Antriebsrads 11 im Uhrzeigersinn bewirkt zwischen dem ersten Abtriebsrad 11 und der Kompressor-Drehwelle 33 eine kraftschlüssige Verbindung mittels der der Kompressor 13 antreibbar ist. Dabei dreht sich der Innenring 43 des Freilaufs 51 des zweiten Antriebsrads 31 ebenso im Uhrzeigersinn während der zugeordnete Außenring 45 steht. Somit ist zwischen dem zweiten Antriebsrad 31 und der Kompressor-Drehwelle 33 keine kraftschlüssige Verbindung vorhanden. Die Elektromaschine 9 kann daher im Standbetrieb über den ersten Riementrieb 8 den zweiten Riementrieb 29 nicht in Bewegung setzen.

In der 7 ist der normale Fahrzeugbetrieb gezeigt, der sich nach einem Kaltstart bzw. nach einem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 einstellt. In diesem Fall dreht sich das drehfest mit der Kurbelwelle 3 verbundene Antriebsrad 5 im Uhrzeigersinn. Das Antriebsrad 5 kann somit über den zweiten Riementrieb 29 das zweite Abtriebsrad 31 des Kompressors 13 im Uhrzeigersinn drehen. Durch die Drehung des zweiten Abtriebsrads 31 im Uhrzeigersinn bewirkt dessen Freilauf 51 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 31 und der Kompressor-Drehwelle 33, wodurch der Klimaanlagen-Kompressor 13 angetrieben wird.

Demgegenüber ist die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Antriebsrad 11 und der Kompressor-Drehwelle 33 durch dessen Freilauf 49 aufgehoben, so dass kein Drehmoment auf den ersten Riementrieb 8 übertragbar ist. In gleicher Weise ist zwischen dem Abtriebsrad 7 und der Kurbelwelle 3 die kraftschlüssige Verbindung mittels des zwischengeordneten Freilaufs 41 aufgehoben. Der zweite Riementrieb 29 ist daher im Fahrzeugbetrieb auch über den Freilauf 41 des kurbelwellenseitigen Abtriebsrads 7 von dem ersten Riementrieb 11 entkoppelt. In diesem Fall ist daher im normalen Fahrzeugbetrieb die Elektromaschine 9 stillgesetzt, so dass hier die Elektromaschine 9 nicht als ein Stromgenerator wirken kann.


Anspruch[de]
Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einer Abtriebswelle (3), die über ein erstes Nebengetriebe (8) mit einem Hilfsaggregat (13) und einer Elektromaschine (9) verbunden ist, die als ein Anlassermotor für die Brennkraftmaschine (1) betreibbar ist, der in einem Anlassbetrieb die Brennkraftmaschinen-Antriebswelle (3) antreibt, und in einem Standbetrieb bei stillgesetzter Brennkraftmaschine (1) das Hilfsaggregat (13) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) über ein zweites Nebengetriebe (29) mit dem Hilfsaggregat (13) gekoppelt ist, über welches zweite Nebengetriebe (29) die Brennkraftmaschine (1) in einem Fahrzeugbetrieb unabhängig vom ersten Nebengetriebe (8) das Hilfsaggregat (13) antreibt. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Drehwelle (33) des Hilfsaggregats (13) ein erstes und ein zweites Abtriebsrad (11, 31) sitzen, die jeweils dem ersten und dem zweiten Nebengetriebe (8, 29) zugeordnet sind. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Abtriebsrad (11, 31) des Hilfsaggregats mit zumindest einem Freilauf (49, 51) versehen sind, der die beiden Abtriebsräder (11, 31) voneinander entkoppelt. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Nebengetriebe (29) als Antriebsrad ein drehfest auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle (3) sitzendes Triebrad (5) aufweist. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Nebengetriebe (8) als Antriebsrad ein drehfest auf der Drehwelle (38) der Elektromaschine (9) sitzendes Triebsrad (17) aufweist. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Nebengetriebe (8) ein auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle (3) sitzendes Abtriebsrad (7) aufweist. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle (3) sitzende Abtriebsrad (7) mit einem Freilauf (41) versehen ist. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Standbetrieb des Fahrzeugs das erste Nebengetriebe (8) über den Freilauf (41) des Brennkraftmaschinen-Abtriebsrads (7) von der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle (3) bewegungsentkoppelt ist. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeugbetrieb das erste Nebengetriebe (8) über den Freilauf (41) des Brennkraftmaschinen-Abtriebsrads (7) von der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle (3) bewegungsentkoppelt ist. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Nebengetriebe (8) und das zweite Nebengetriebe (29) Zugmittelgetriebe, vorzugsweise Riementriebe, sind. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (15) des ersten Nebengetriebes (8) das Elektromaschinen-Antriebsrad (17) und das erste Abtriebsrad (11) der Hilfsaggregats-Drehwelle (33) umhüllt, während das Brennkraftmaschinen-Abtriebsrad (7) mit der Außenseite des Zugmittels (15) in Wirkverbindung. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel des zweiten Nebengetriebes (29) zumindest das Brennkraftmaschinen-Antriebsrad (5) und das zweite Abtriebsrad (31) des Hilfsaggregats umhüllt. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (9) in Abhängigkeit von ihrem Einsatz als Anlassermotor für die Brennkraftmaschine (1) oder als Antriebsmotor für das Hilfsaggregat (13) die Antriebs-Drehrichtung (I, II) wechselt. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anlassbetrieb die Elektromaschine (9) in einer ersten Drehrichtung (I) über das erste Nebengetriebe (8) die Brennkraftmaschinen (1) antreibt, während das erste Nebengetriebe (8) vom zweiten Nebengetriebe (29) entgekoppelt ist. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Standbetrieb die Elektromaschine (9) in einer zweiten Drehrichtung (II) über das erste Nebengetriebe (8) das erste Hilfsaggregats-Abtriebsrad (11) antreibt, während das zweite Nebengetriebe (29) vom ersten Nebengetriebe (8) entkoppelt ist.






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