EP1300589A2 - Fahrzeug mit Hauptantriebsmotor, Kompressor und Stromquelle und Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs - Google Patents

Fahrzeug mit Hauptantriebsmotor, Kompressor und Stromquelle und Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs Download PDF

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EP1300589A2
EP1300589A2 EP02020710A EP02020710A EP1300589A2 EP 1300589 A2 EP1300589 A2 EP 1300589A2 EP 02020710 A EP02020710 A EP 02020710A EP 02020710 A EP02020710 A EP 02020710A EP 1300589 A2 EP1300589 A2 EP 1300589A2
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EP
European Patent Office
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air compressor
vehicle
electric motor
drive motor
drive
Prior art date
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Gerhard Konrad
Manfred Stute
Karl-Heinz Unser
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Daimler AG
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DaimlerChrysler AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/002—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for driven by internal combustion engines

Definitions

  • the invention relates to a vehicle and a method for Operating the vehicle according to the preamble of independent claims.
  • the invention is based on the object at a Vehicle according to the preamble of the first claim Measures to be taken by which an energy-optimized, functional operation of the air compressor allows becomes.
  • the Air compressor always with the main engine running through the drive power supplied by the main drive motor be driven so that no additional electrical or mechanical conversion losses occur as in the case of Drive through a separate electric motor inevitable are.
  • a can power split transmission are used over the the air compressor with the main drive motor in Drive connection is.
  • This gearbox has one in addition Output drive for the air compressor and a first Input drive for the required coupling with the Main engine still has a second input drive, the if necessary, in drive connection with the electric motor for the air compressor stands.
  • the entire electrical system of the vehicle can supply with electrical energy, then it is particularly advantageous, by means of the air compressor and the for the operation of the individual cells of the fuel cell and / or necessary for any reformer to provide oxygenated process air.
  • the Fuel cell can also in one Fuel cell system can be arranged, which also with a conventional gas generating system may be equipped, in which a reformer is provided, in which a hydrogen-rich reformate obtained from a fuel becomes.
  • the fuel cell delivers the same electric current for driving the electric motor, the instead of the main drive motor drives the air compressor, so that unlike a battery as a power source Continuous operation of the electrical system and the air compressor is possible.
  • the vehicle 1 shows a vehicle not shown in detail, in particular a passenger or commercial vehicle forfractionoder Rail operation, which is a main drive motor 1 having, as an internal combustion engine or as an electric Traction motor is formed.
  • the main drive motor 1 can via a drive train with activated transmission 2 and optionally coupling with a pair of vehicle wheels 3 in Drive connection are brought.
  • the transmission 2 is as a power-split transmission 2 is formed over a first input drive 4 with the main drive motor. 1 and via a second input drive 5 with a additional drive motor, in particular with a Electric motor 6 in drive connection seht.
  • the power-split transmission 2 can also with a first Output 7 be provided with the vehicle wheels. 3 is coupled.
  • the power-split Transmission 2 to a second output drive 8, via the one Air compressor 9 is driven.
  • the air compressor 9 sucks via an intake 10 atmospheric air with Oxygen content from the environment and gives it compressed via a compressed air line 11 as process air for Supply of oxygen for the power generation process on a serving as a power source fuel cell 12 from. moreover can the compressed air through branch lines 11.1 and 11.2 for the compressed air supply of pneumatic Braking devices 13 and air spring devices or
  • Level control devices 14 serve, by means of which the Vehicle wheels 3 braked or vehicle suspension system can be operated.
  • the fuel cell 12 generates demand-controlled electric power supplied to an electrical control system 15 is supplied.
  • the control system 15 is used to control the Electric motor 6, the main drive motor 1 and the power split transmission 2 and can also more electrical control devices or consumers, such as Lights 16, seat heaters 17, defroster systems 18, air conditioning and Ventilation 19 and other electrical Consumers and also the fuel cell 12 and a in particular the startup of the fuel cell 12 serving Power, control and charge the battery 20.
  • the control of the air compressor 9 takes place in this structure in such a way that is driven in the usual driving operation of the vehicle with the main drive motor 1 of the air compressor 9 via the power-split transmission 2 and the necessary air consumers (fuel cell 12, braking device 13, level control device 14) with the required Air volume feeds.
  • the main drive motor 1 is switched off or runs the same with a lying below a predetermined value speed, which no longer ensures a provision of the required amount of air, the electric motor 6 is put into operation.
  • the electric motor 6 then drives the air compressor 9 directly via the power-split transmission 2, the other drive train being decoupled from the electric motor 6.
  • the electric motor 6 can also be used for the additional or possibly decoupled main drive motor 1 for the sole drive of the vehicle wheels 3.
  • the provision of electrical energy for the additional drive motor 6 takes place from the fuel cell 12, which preferably feeds the entire electrical system of the vehicle.
  • the air compressor 9 can then be driven by the electric motor 6 if necessary. In this case, the drive can be done by the drive motor 1 or the electric motor 6 either in traction mode.
  • the air compressor preferably supplies the compressed air for the Brake system, the air suspension and / or the Level control of the vehicle.
  • the drive of the air compressor 9 through the Drive motor 1 and at low speed of the Drive motor 1 or at standstill by the electric motor 6th
  • an additional, preferably electric motor driven air compressor 9.1 provided his. This is shown in Fig. 2 by the dashed lines Air compressor 9.1 shown schematically. Same Components as in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals characterized.
  • the additional air compressor 9.1 can ensured a dual-circuit of compressed air generation become.
  • the other air compressor 9.1 or 9 with the compressed air system Supply compressed air.
  • the air compressor 9 and the additional electric motor driven air compressor 9.1 can occasionally with respect to the compressed air line 11 in series be switched. Preferably then in the Connecting line between the two air compressors Provided check valve.
  • the drive can but also by a suitable drive connection, such as a preferably uncoupled belt drive or the like, take place via the electric motor 6.
  • This additional electric motor-driven air compressor 9.1 can preferably switched on independently of air compressor 9 become. This is a two-circuit compressed air generation allows. It is advantageous that this additional Air compressor 9.1 can be switched on demand-oriented, for example, with an additional need for compressed air for braking or when operating compressed air supplied Lifting mechanisms of the vehicle.
  • this additional Air compressor 9.1 e.g. depending on the on-board voltage and / or the driver request and / or the pressure level of Compressed air system to be switched on.
  • the design of the driven by the drive motor, preferably demand and performance optimized air compressor 9 is suitably carried out according to the Normal service operations expected compressed air consumption and can therefore be e.g. about the main parts of a vehicle energy-optimized.
  • the additional electric motor driven air compressor 9.1 activated and so a sufficient compressed air supply ensure, for example, during a descent with high Compressed air consumption during braking.
  • the additional electric motor driven air compressor 9.1 can be readily available at startup by: this about the ignition key position "ignition on” is already switched on at high constant speed.
  • the additional electric motor driven air compressor 9.1 already Driving on a timer for filling the Driving pressure levels are turned on. This can be for Noise minimization at low speed of the air compressor respectively.
  • the fast start readiness can in this Way also be achieved via the air compressor 9, though this is driven by an electric motor.
  • the Compressed air system of the vehicle is then already at startup of the main drive motor 1 filled and ready for operation.

Abstract

Ein Fahrzeug ist u.a. mit einem Hauptantriebsmotor (1), mit einem Elektromotor (6), mit einem Luftpresser (9) und mit einer elektrischen Energiequelle ausgestattet. Um einen energieoptimierten, funktionsgerechten Betrieb des Luftpressers (9) zu ermöglichen, wird der Luftpresser (9) zumindest bei mit ausreichender Drehzahl laufendem Hauptantriebsmotor (1) von demselben und sonst im Bedarfsfall von einem Elektromotor (6) z.B. über ein leistungsverzweigtes Getriebe angetrieben. Der Luftpresser (9) stellt dabei die erforderliche Prozeßluft für den Betrieb einer auch den Elektromotor (6) speisenden Brennstoffzelle (12) zur Verfügung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Es ist bei Fahrzeugen dieser Art, insbesondere bei Personen- oder Nutzfahrzeugen bekannt (DE 36 01 176 C1), als Hauptantriebsmotor einen Verbrennungsmotor zu verwenden, der Fahrzeugräder antreibt. Andererseits ist auch ein unabhängig antreibbarer Luftpresser bzw. Kompressor für die Versorgung einer pneumatischen Niveauregelung vorgesehen. Der Luftpresser wird nur unter bestimmten Bedingungen mit elektrischem Strom versorgt, z.B. dann, wenn der Verbrennungsmotor stillsteht sowie eine Zuladung in das Fahrzeug erfolgt und daher eine Niveau-Nachregelung vor dem Neustart des Hauptantriebsmotors erfolgen soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch die ein energieoptimierter, funktionsgerechter Betrieb des Luftpressers ermöglicht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in zusätzlichen Ansprüchen angegeben.
Bei einem gemäß der Erfindung aufgebauten Fahrzeug kann der Luftpresser bei laufendem Hauptantriebsmotor stets durch die vom Hauptantriebsmotor gelieferte Antriebsenergie angetrieben werden, so daß keine zusätzlichen elektrischen oder mechanischen Wandlungsverluste auftreten, wie sie beim Antrieb durch einen separaten Elektromotor unvermeidlich sind. Zur Abzweigung von Antriebsenergie aus dem Triebstrang, der die Fahrzeugräder antreibt, kann ein leistungsverzweigtes Getriebe eingesetzt werden, über das der Luftpresser mit dem Hauptantriebsmotor in Antriebsverbindung steht. Dieses Getriebe hat neben einem Ausgangstrieb für den Luftpresser und einem ersten Eingangstrieb für die bedarfsweise Kupplung mit dem Hauptantriebsmotor noch einen zweiten Eingangstrieb, der bedarfsweise in Antriebsverbindung mit dem Elektromotor für den Luftpresser steht.
Im leistungsverzweigten Getriebe sind Kuppeleinrichtungen vorgesehen, mittels welchen bei Stillstand oder auch schon bei sehr niedrigen Drehzahlen des Hauptantriebsmotors, die unter einem vorbestimmten Mindest-Drehzahlwert liegen, automatisch eine Umschaltung der Antriebsverbindung des Kompressors vom Hauptantriebsmotor auf den Elektromotor durchgeführt wird, wenn der Luftpresser betriebsnotwendige Funktionen im Fahrzeug aufrecht erhalten soll. Der Elektromotor muß dann jedoch nicht bereits eingeschaltet sein, sondern braucht durch geeignete Steuermittel erst aktiviert zu werden, wenn z.B. komprimierte Luft für Luftverbraucher angefordert wird. Das kann dann notwendig sein., wenn ein vorher aufgefüllter Luftspeicher für die Versorgung von z.B. pneumatischen Bremseinrichtungen oder von Fahrzeug-Niveauregeleinrichtungen nicht ausreichend groß für eine längere Betriebsdauer ist. Wird als Stromquelle statt einer Batterie eine Brennstoffzelle eingesetzt, die z.B. das gesamte Bordnetz des Fahrzeuges mit elektrischer Energie versorgen kann, dann ist es besonders vorteilhaft, mittels des Luftpressers auch die für den Betrieb der einzelnen Zellen der Brennstoffzelle und/oder für einen etwaigen Reformer notwendige sauerstoffhaltige Prozeßluft bereitzustellen. Die Brennstoffzelle kann dabei auch in einem Brennstoffzellensystem angeordnet sein, das auch mit einem üblichen Gaserzeugungssystem ausgerüstet sein kann, bei dem ein Reformer vorgesehen ist, in welchem ein wasserstoffreiches Reformat aus einem Brennmittel gewonnen wird. Dabei liefert die Brennstoffzelle zugleich den elektrischen Strom für den Antrieb des Elektromotor, der anstatt des Hauptantriebsmotors den Luftpresser antreibt, so daß anders als bei einer Batterie als Stromquelle Dauerbetrieb des Bordnetzes und auch des Luftpressers möglich ist. Ferner ist es möglich, das leistungsverzweigte Getriebe als Teil des Schaltgetriebes auszubilden, das im Antriebsstrang zwischen dem Hauptantriebsmotor und den Fahrzeugrädern liegt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1
eine Prinzipskizze einer Anordnung gemäß der Erfindung und
Fig. 2
eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung mit einem zusätzlichen Luftpresser.
Fig. 1 zeigt ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere ein Personen- oder Nutzfahrzeug für Straßenoder Schienenbetrieb, welches einen Hauptantriebsmotor 1 aufweist, der als Verbrennungsmotor oder als elektrischer Fahrmotor ausgebildet ist. Der Hauptantriebsmotor 1 kann über einen Antriebsstrang mit eingeschaltetem Getriebe 2 und ggf. Kupplung mit einem Paar von Fahrzeugrädern 3 in Antriebsverbindung gebracht werden. Das Getriebe 2 ist als ein leistungsverzweigtes Getriebe 2 ausgebildet, das über einen ersten Eingangstrieb 4 mit dem Hauptantriebsmotor 1 und über einen zweiten Eingangstrieb 5 mit einem zusätzlichen Antriebsmotor, insbesondere mit einem Elektromotor 6 in Antriebsverbindung seht. Das leistungsverzweigte Getriebe 2 kann zudem mit einem ersten Ausgangstrieb 7 versehen sein, der mit den Fahrzeugrädern 3 gekuppelt ist. Außerdem weist das leistungsverzweigte Getriebe 2 einen zweiten Ausgangstrieb 8 auf, über den ein Luftpresser 9 angetrieben wird. Der Luftpresser 9 saugt über einen Ansaugstutzen 10 atmosphärische Luft mit Sauerstoffanteil aus der Umgebung an und gibt sie verdichtet über eine Druckluftleitung 11 als Prozeßluft zur Zuführung von Sauerstoff für den Stromerzeugungsprozeß an eine als Stromquelle dienende Brennstoffzelle 12 ab. Zudem kann die komprimierte Luft über Abzweigleitungen 11.1 und 11.2 für die Druckluftversorgung von pneumatischen Bremseinrichtungen 13 und Luftfedereinrichtungen bzw.
Niveausteuereinrichtungen 14 dienen, mittels welcher die Fahrzeugräder 3 gebremst bzw. das Fahrzeugfederungssystem betrieben werden können.
Die Brennstoffzelle 12 erzeugt bedarfsgesteuert elektrischen Strom, der einem elektrischen Steuersystem 15 zugeführt wird. Das Steuersystem 15 dient der Steuerung des Elektromotors 6, des Hauptantriebsmotors 1 und des leistungsverzweigten Getriebes 2 und kann auch weitere elektrische Steuereinrichtungen oder Verbraucher, wie Lichter 16, Sitzheizungen 17, Entfrosteranlagen 18, Klimaund Belüftungseinrichtungen 19 sowie andere elektrische Verbraucher und auch die Brennstoffzelle 12 sowie eine insbesondere dem Anfahren der Brennstoffzelle 12 dienende Batterie 20 versorgen, steuern und laden.
Die Steuerung des Luftpressers 9 erfolgt bei diesem Aufbau in der Weise, daß im üblichen Fahrbetrieb des Fahrzeuges bei laufendem Hauptantriebsmotor 1 der Luftpresser 9 über das leistungsverzweigte Getriebe 2 angetrieben wird und die notwendigen Luftverbraucher (Brennstoffzelle 12, Bremseinrichtung 13, Niveausteuereinrichtung 14 ) mit der erforderlichen Luftmenge speist. Wird jedoch der Hauptantriebsmotor 1 abgeschaltet oder läuft derselbe mit einer unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegenden Drehzahl, die eine Bereitstellung der erforderlichen Luftmenge nicht mehr sicherstellt, wird der Elektromotor 6 in Betrieb gesetzt. Der Elektromotor 6 treibt dann unmittelbar über das leistungsverzweigte Getriebe 2 den Luftpresser 9 an, wobei der sonstige Antriebsstrang gegenüber dem Elektromotor 6 entkuppelt ist. Jedoch kann in Sonder- oder Notfällen der Elektromotor 6 auch für den zusätzlichen oder ggf. bei entkuppeltem Hauptantriebsmotor 1 für den alleinigen Antrieb der Fahrzeugräder 3 herangezogen werden. Die Bereitstellung der elektrischen Energie für den zusätzlichen Antriebsmotor 6 erfolgt aus der Brennstoffzelle 12, die vorzugsweise das gesamte elektrische Bordnetz des Fahrzeuges speist.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Luftpresser bei zu hohen Drehzahlen des Antriebsmotors ebenfalls unabhängig vom Antriebsmotor mit dem Elektromotor 6 zu betreiben. Dadurch kann der Verbrauch verbessert werden. Besonders große Einsparpotentiale ergeben sich wenn der Luftpresser in der Schubphase vom Antriebsmotor als eine Art "Motorbremse" angetrieben wird, so daß in dieser Phase kein Kraftstoff für die Bereitstellung der Druckluft verbraucht wird. In der Zugphase kann anschließend der Luftpresser 9 im Bedarfsfall durch den Elektromotor 6 angetrieben werden. Dabei kann wahlweise im Zugbetrieb der Antrieb durch den Antriebsmotor 1 oder den Elektromotor 6 erfolgen.
Der Luftpresser liefert vorzugsweise die Druckluft für die Bremsanlage, die Luftfederung und/oder die Niveauregulierung des Fahrzeugs. Vorzugsweise wird im Normalfall der Antrieb des Luftpressers 9 durch den Antriebsmotor 1 und bei zu geringer Drehzahl des Antriebsmotors 1 bzw. bei Stillstand durch den Elektromotor 6.
Insgesamt ergibt sich somit ein energieoptimierter Betrieb des Luftpressers 9, der im Fahrbetrieb vom ohnehin laufenden Hauptantriebsmotor 1 und nur bei Stillstand oder bei zu langsamem Lauf desselben im Bedarfsfall mittels eines zusätzlichen Antriebsmotors 6, der geringere Verluste als der leerlaufende Hauptantriebsmotor 1 aufweist, angetrieben wird.
Neben dem Luftpresser 9 kann ein zusätzlicher, vorzugsweise elektromotorisch angetriebener Luftpresser 9.1 vorgesehen sein. Dies ist in Fig. 2 durch den gestrichelt gezeichneten Luftpresser 9.1 schematisch dargestellt. Gleiche Komponenten wie in Fig. 1 sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Durch den zusätzlichen Luftpresser 9.1 kann eine Zweikreisigkeit der Drucklufterzeugung sichergestellt werden. Bei Ausfall eines Luftpressers 9 oder 9.1 kann der andere Luftpresser 9.1 oder 9 das Druckluftsystem mit Druckluft versorgen. Der Luftpresser 9 und der zusätzliche elektromotorisch angetriebene Luftpresser 9.1 können fallweise bezüglich der Druckluftleitung 11 in Reihe geschaltet sein. Vorzugsweise ist dann in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Luftpressern ein Rückschlagventil vorgesehen.
Günstig ist, einen zusätzlichen Elektromotor für den Antrieb des Luftpressers 9.1 vorzusehen. Der Antrieb kann jedoch auch durch eine geeignete Antriebsverbindung, etwa einen vorzugsweise abkuppelbaren Riementrieb oder dergleichen, über den Elektromotor 6 erfolgen. Dieser zusätzliche elektromotorisch angetriebene Luftpresser 9.1 kann vorzugsweise unabhängig von Luftpresser 9 zugeschaltet werden. Damit wird eine zweikreisige Drucklufterzeugung ermöglicht. Vorteilhaft ist, daß dieser zusätzliche Luftpresser 9.1 bedarfsorientiert zugeschaltet werden kann, etwa bei einem zusätzlichen Bedarf an Druckluft zum Bremsen oder etwa beim Betätigen von mit Druckluft versorgten Hubmechanismen des Fahrzeugs.
Bei stehendem Antriebsmotor 1 kann dieser zusätzliche Luftpresser 9.1 z.B. abhängig von der Bordspannung und/oder der Fahreranforderung und/oder dem Druckniveau der Druckluftanlage zugeschaltet werden.
Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung hat den Vorteil, daß eine zweikreisige Drucklufterzeugung bei Ausfall einer Druckluftquelle eine Drucklufterzeugung des Fahrzeugs, etwa im Notbetrieb, sicherstellen kann. Weiterhin ist eine hohe Luftpresserförderleistung über den elektromotorisch angetriebenen Luftpresser 9.1 bereits bei geringen Motordrehzahlen des Hauptantriebsmotors 1 bzw. auch ohne Antriebsmotorbetrieb möglich.
Die Auslegung des vom Antriebsmotors angetriebenen, vorzugsweise bedarfs- und leistungsoptimierten Luftpressers 9 erfolgt zweckmäßigerweise entsprechend dem bei Normalfahreinsätzen zu erwartenden Druckluftverbrauch und kann daher z.B. über die Hauptfahranteile eines Fahrzeugs energieoptimiert erfolgen. Bei Zusatzbedarf über diesen zu erwartenden Druckluftverbrauch hinaus kann der zusätzliche elektromotorisch angetriebene Luftpresser 9.1 zugeschaltet werden und so eine ausreichende Druckluftversorgung sicherstellen, etwa bei einer Talfahrt mit hohem Druckluftverbrauch beim Bremsen.
Vorteilhaft ist, bei auftretendem Zusatzbedarf im Fahrzeug-Standbetrieb, etwa bei Aufsattel- oder Pritschvorgängen bei Nutzfahrzeugen, den zusätzlichen elektromotorisch angetriebenen Luftpresser 9.1 zuzuschalten. Wahlweise erlaubt der zusätzliche elektromotorisch angetriebene Luftpresser 9.1 bei ausreichender Spannungsversorgung auch derartige Arbeiten ohne laufenden Motor. Dies vermindert die Lärmentwicklung des Fahrzeugs sowie etwaige Abgasemissionen durch den Hauptantriebsmotor 1.
Der zusätzliche elektromotorisch angetriebene Luftpresser 9.1 kann bereits beim Start schnell verfügbar sein, indem dieser etwa bei der Zündschlüsselstellung "Zündung ein" bereits mit hoher Konstantdrehzahl zugeschaltet wird. Das lästige Motorengeräusch bei hoher Motordrehzahl des Hauptantriebsmotors 1 zum Füllen der Druckluftanlage entfällt damit.
Für eine schnelle Startbereitschaft kann der zusätzliche elektromotorisch angetriebene Luftpresser 9.1 bereits vor Fahrantritt über eine Zeitschaltung zur Befüllung des Wegfahr-Druckniveaus eingeschaltet werden. Dies kann zur Geräuschminimierung mit geringer Drehzahl des Luftpressers erfolgen. Die schnelle Startbereitschaft kann in dieser Weise auch über den Luftpresser 9 erreicht werden, wenn dieser elektromotorisch angetrieben ist. Das Druckluftsystem des Fahrzeugs ist dann bereits beim Starten des Hauptantriebsmotors 1 gefüllt und betriebsbereit.

Claims (18)

  1. Fahrzeug, insbesondere Personen- oder Nutzfahrzeug, mit einem Hauptantriebsmotor, mit einem durch einen Elektromotor antreibbaren Luftpresser und mit einer elektrischen Stromquelle, aus welcher der Elektromotor gespeist wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftpresser (9) wahlweise mit dem Hauptantriebsmotor (1) oder mit dem Elektromotor (6) in Antriebsverbindung steht.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftpresser (9) an einen Ausgangstrieb (8) eines leistungsverzweigten Getriebes (2) angeschlossen ist, das zwei Eingangstriebe (4 und 5) aufweist und
    daß wahlweise ein erster Eingangstrieb (4) mit dem Hauptantriebsmotor (1) und ein zweiter Eingangstrieb (5) mit dem Elektromotor (6) in Antriebsverbindung zu bringen ist.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leistungsverzweigte Getriebe (2) in den Triebstrang zwischen dem Hauptantriebsmotor (1) und den Fahrzeugrädern (3) integriert ist.
  4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leistungsverzweigte Getriebe (2) Teil eines im Antriebsstrang vorgesehenen Schalt- oder Automatikgetriebes ist.
  5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (6) bei Stillstand und/oder bei Drehzahlen des Hauptantriebsmotors (1), die unterhalb einer Mindestdrehzahl liegen, aus der Stromquelle (12) gespeist ist.
  6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (6) aus einer Brennstoffzelle (12) elektrisch gespeist ist.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftpresser (9) Umgebungsluft komprimiert, die den Zellen der Brennstoffzelle (12) und/oder einem Reformer als sauerstofftragende Prozeßluft zugeführt ist.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher elektromotorisch angetriebener Luftpresser (9.1) vorgesehen ist.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftpresser (9.1) mit dem Luftpresser (9) bezüglich der Druckluftleitung (11) in Serie geschaltet ist.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckluft-Verbindungsleitung zwischen dem zusätzlichen Luftpresser (9.1) und dem Luftpresser (9) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftpresser (9) wahlweise von dem Hauptantriebsmotor (1) oder dem Elektromotor (6) angetrieben wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Luftpressers (9) im Normalbetrieb durch den Antriebsmotor (1) und bei geringer Drehzahl oder bei Stillstand des Antriebsmotors (1) durch den Elektromotor (6) erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Luftpressers (9) im Schubbetrieb durch den Antriebsmotor (1) und im Zugbetrieb wahlweise durch den Antriebsmotor (1) oder den Elektromotor (6) erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bedarfsabhängig ein zusätzlicher elektromotorisch angetriebener Luftpresser zugeschaltet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftpresser (9.1) bei erhöhtem Druckluftbedarf im Fahrbetrieb zusätzlich zum Luftpresser (9) zugeschaltet wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftpresser (9.1) bei stehendem und/oder bei leerlaufendem Hauptantriebsmotor (1) beim Auftreten von Druckluftbedarf automatisch zugeschaltet wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftpresser (9.1) im Startbetrieb des Fahrzeugs zum Füllen der Druckluftanlage zugeschaltet wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftpresser (9.1) vor Inbetriebnahme des Fahrzeugs zum Füllen der Druckluftanlage zugeschaltet wird.
EP02020710A 2001-09-28 2002-09-14 Fahrzeug mit Hauptantriebsmotor, Kompressor und Stromquelle und Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs Withdrawn EP1300589A3 (de)

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