DE102008058080A1

DE102008058080A1 - Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008058080A1
Application number: DE102008058080A
Authority: DE
Inventors: Marco Grethel; Jochen Pfister; Ronald Glas; Eric MÜLLER; Roshan Willeke
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2009-06-25
Also published as: US20090175742A1

Abstract

Ein Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor, eine von dem Verbrennungsmotor angetriebene Pumpe und einen Verbraucher, der mittels von der Pumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird, sowie einen Elektromotor zum Antrieb der Pumpe bei stillstehendem Verbrennungsmotor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Pumpe und einem Verbraucher, der mittels von der Pumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit antreibbar ist.
Automatische Fahrzeuggetriebe weisen häufig mittels Hydraulikdruck betätigte Steuer- und Schaltelemente auf. Zur Hydraulikdruckversorgung dient üblicherweise eine Pumpe, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, der auch der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs ist. Es sind Antriebssysteme bekannt, bei denen der Verbrennungsmotor in Betriebsphasen, in den er zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs nicht benötigt wird, wie Fahrzeugstillstand an einer Ampel oder im Stau, selbsttätig abgeschaltet wird. Damit in solchen Betriebsphasen, d. h. bei stillstehendem Verbrennungsmotor, das Fahrzeug sofort fahrbereit ist, muss die Hydraulikmittelversorgung der hydraulischen Aktoren des Getriebes aufrechterhalten bleiben. Dies geschieht üblicherweise dadurch, dass eine Hilfspumpe vorgesehen ist, die von einem eigenen Elektromotor angetrieben wird und die in Tätigkeit tritt, sobald der Verbrennungsmotor und damit auch die von dem Verbrennungsmotor angetriebene Pumpe außer Betrieb ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und in seinem Aufbau einfaches Hydraulikversorgungssystem zu schaffen, bei dem die Hydraulikversorgung eines Verbrauchers, der normalerweise mittels einer verbrennungsmotorisch angetriebenen Pumpe mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, auch dann betriebsbereit oder in Betrieb bleibt, wenn der Verbrennungsmotor still steht.
Diese Aufgabe wird mit einem Hydraulikversorgungssystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikversorgungssystem wird keine gesonderte Pumpe verwendet, sondern wird die normalerweise vom Verbrennungsmotor angetriebene Pumpe bei stillstehendem Verbrennungsmotor von einem Elektromotor angetrieben.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hydraulikversorgungssystems gerichtet.
Ein erfindungsgemäßes Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor, eine von dem Verbrennungsmotor angetriebene Pumpe und einen Verbrau cher, der mittels von der Pumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit antreibbar ist, und enthält weiter einen Elektromotor zum Antrieb der Pumpe bei stillstehendem Verbrennungsmotor.
Vorteilhafterweise treiben der Verbrennungsmotor und der Elektromotor die Pumpe über ein einen Freilauf enthaltendes Getriebe derart an, dass jeweils der Motor für einen Antrieb wirksam ist, der die Pumpe mit einer höheren Drehzahl antreibt.
Die Pumpe kann eine Mehrstrompumpe sein, deren Strömungspfade selektiv schaltbar sind.
Das erfindungsgemäße Hydraulikversorgungssystem kann für unterschiedliche Verbraucher eingesetzt werden, wie hydraulische Lenkungen, Klimaanlagen, Bremskraftverstärker, Kupplungen usw. Besonders gut eignet es sich für Verbraucher, von denen wenigstens einer ein hydraulisch betätigtes automatisches Fahrzeuggetriebe ist.
Einer der Strömungspfade kann mit dem automatischen Fahrzeuggetriebe verbunden sein und ein anderer Strömungspfad kann mit wenigstens einem weiteren Verbraucher verbunden sein.
Die Drehzahl des Elektromotors kann abhängig von Betriebsparametern eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs veränderbar sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
1 eine Blockdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Hydraulikversorgungssystems für ein Kraftfahrzeug und
2 eine Blockdarstellung einer gegenüber der 1 abgeänderten Ausführungsform eines Hydraulikversorgungssystems.
Gemäß 1 enthält ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftwagen, einen Verbrennungsmotor 10, der in an sich bekannter Weise über ein automatisches Getriebe, beispielsweise ein Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, Fahrzeugräder antreibt. Solche automatischen Getriebe sind an sich bekannt und werden daher nicht erläutert. Ebenfalls an sich bekannt sind mit Hydraulikdruck arbeitende Betätigungseinrichtungen 12 für solche Getriebe, die von einer elektronischen Steuereinrichtung 14 abhängig von Betriebsparametern des Fahrzeugs, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Betätigung eines Gaspedals usw. gesteuert werden. Solche Betätigungseinrichtungen 12 enthalten von der elektronischen Steuereinrichtung 14 angesteuerte Ventile, über die der Betrieb von Aktoren bzw. Stelleinrichtungen gesteuert wird, die die jeweilige Übersetzung des Getriebes einstellen. Wenn in dem automatischen Getriebe selbsttätig einzelne Gänge geschalten werden, werden üblicherweise ein Wähl- und ein Schaltaktor sowie eine Kupplung hydraulisch betätigt und elektronisch gesteuert.
Eingänge der elektronischen Steuereinrichtung 14 sind mit Sensoren zum Erfassen von Betriebsparametern des Fahrzeugantriebsstrangs, wie Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Stellung eines Gaspedals, Stellung eines Bremspedals usw. verbunden. Ausgänge 18 sind mit Ventilen oder anderen Stellgliedern der Betätigungseinrichtung 12 sowie gegebenenfalls einem Leistungsstellglied des Verbrennungsmotors 10 verbunden.
Zur Versorgung der Betätigungseinrichtung 12 mit Hydraulikflüssigkeit dient eine Pumpe 20, die im dargestellten Beispiel zweiflutig bzw. als Zweistrompumpe mit einem eine erste Flut 20a bildenden Pumpenteil und einem eine zweite Flut 20b bildenden Pumpenteil ausgebildet ist. Die Pumpe 20 saugt Hydraulikflüssigkeit aus einem Reservoir 22 und fördert es in eine erste, mit der ersten Flut verbundene Ausgangsleitung 24 und in eine zweite, mit der zweiten Flut 20b verbundene Ausgangsleitung 26. Die beiden Pumpenteile bzw. Fluten können derart ausgebildet sein, dass in den Ausgangsleitungen 24, 26 ein unterschiedliches Druckniveau herrscht, das an die Erfordernisse der Betätigungseinrichtung 12 angepasst ist.
Die Mehrstrompumpe 20 kann in ihrem Aufbau an sich bekannt sein und einen Impeller aufweisen, der in unterschiedliche Förderleitungen mit unterschiedlichem Druckniveau fördert, oder auf einer gemeinsamen Pumpenwelle 28 angeordnete, getrennte Impeller aufweisen, so dass die beiden Fluten 20a und 20b durch eigenständige, lediglich von einer gemeinsamen Pumpenwelle 28 angetriebene Pumpen gebildet sind.
Die Pumpenwelle 28 wird, gegebenenfalls über ein Getriebe 30 zur Drehzahlanpassung, von dem Verbrennungsmotor 10 angetrieben.
Die bisher beschriebene Anordnung sowie deren Baugruppen sind an sich bekannt und werden daher nicht im Einzelnen erläutert.
Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor 10 ein Elektromotor 32 vorgesehen und ist das Getriebe 30 derart ausgebildet, dass über das Getriebe 30, wenn der Verbrennungsmotor 10 stillsteht, die Pumpenwelle 28 mittels des Elektromotors 32 antreibbar ist. Dazu enthält das Getriebe 30, das in seinem Aufbau an sich bekannt sein kann, wenigstens einen Freilauf, der ermöglicht, dass eine Ausgangswelle 34 des Verbrennungsmotors 10 stillstehen kann, während die Pumpenwelle 28 von einer Ausgangswelle 36 des Elektromotors 32 angetrieben wird. Vorteilhafterweise befindet sich in der Verbindung der Ausgangswelle 34 bzw. in der Verbindung der Ausgangswelle 36 mit einem jeweiligen Getriebeelement, das drehfest mit der Pumpenwelle 28 verbunden ist, jeweils ein Freilauf, der dafür sorgt, dass das jeweilige Getriebeelement die zugehörige Ausgangswelle überholen kann, so dass die Pumpenwelle 28 jeweils von derjenigen Ausgangswelle 34 oder 36 angetrieben wird, die zu einer höheren Drehzahl der Pumpenwelle 28 führt.
Der Betrieb des Elektromotors 32 wird von der elektronischen Steuereinrichtung 14 gesteuert, die den Elektromotor 32 mit einer vorbestimmten oder von Betriebsparametern abhängigen Drehzahl antreibt, sobald die Pumpe 20 nicht mehr vom Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird.
Der Elektromotor 32 kann vorteilhafterweise auch verwendet werden, um bei niederer Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 die Pumpe 20 anzutreiben. Dadurch werden Freiheiten bei der Auslegung der Pumpe gewonnen; beispielsweise ist eine Auslegung der Pumpe derart möglich, dass eine geringere Drehzahlspreizung vorgesehen ist, innerhalb der die Betätigungseinrichtung 12 mit ausreichendem Hydraulikdruck versorgt wird.
2 zeigt eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
Die Pumpenwelle 28 erstreckt sich durch die gesamte Pumpe 20 und ist an einem Ende über ein erstes Getriebe 30a mit der Ausgangswelle 34 des Verbrennungsmotors verbunden und am anderen Ende über ein zweites Getriebe 30b mit der Ausgangswelle 36 des Elektromotors 32 verbunden. Anstelle der Betätigungseinrichtung 12 der 1, die zwei Eingänge zum Anschluss jeweils einer Ausgangsleitung 24 und 26 hat, sind zwei Verbraucher 38 und 40 vorge sehen, die mit einer jeweiligen Ausgangsleitung 24 bzw. 26 verbunden sind. Die beiden Verbraucher 38 und 40 können Teile der Betätigungseinrichtung 12 sein oder getrennte Verbraucher. Beispielsweise kann der Verbraucher 38 die Betätigungseinrichtung eines Getriebes darstellen und der Verbraucher 40 die Betätigungseinrichtung einer Kupplung darstellen. In jeder der Ausgangsleitungen 24 und 26 ist ein Druckbegrenzungsventil 42 bzw. 44 mit einem in das Hydraulikflüssigkeitsreservoir 22 führenden Rücklauf vorgesehen, mittels dessen der Druck in der jeweiligen Ausgangsleitung 24 bzw. 26 eingestellt werden kann. Die elektronische Steuereinrichtung 14 weist Ausgänge 18 auf, von denen einer mit dem Elektromotor 32 und weitere mit jeweils einem der Druckbegrenzungsventile 42 und 44 verbunden sind und die gegebenenfalls mit weiteren elektronisch zu steuernden Elementen verbunden sind.
Die Funktion der Anordnung 2 entspricht der der 1, wobei in jedem der Getriebe 30a und 30b ein Freilauf angeordnet ist, der zulässt, dass die Pumpenwelle 28 die jeweilige Ausgangswelle 34 bzw. 36 überholt bzw. die Pumpenwelle 28 jeweils von derjenigen der Ausgangswellen 34 und 36 angetrieben wird, die zu einer höheren Drehzahl der Pumpenwelle 28 führt. Mittels der Druckbegrenzungsventile 42 und 44 kann in der jeweiligen Pumpenflut 20a bzw. 20b selektiv ein von Betriebsparametern des Fahrzeugantriebsstrangs abhängiger Druck eingestellt werden, der beispielsweise abgesenkt werden kann, wenn der Antrieb der Pumpe 20 mittels des Elektromotors 32 erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, den Elektromotor 32 schwächer auszulegen. Es versteht sich, dass eine Pumpenflut auf Umlauf bzw. vollständig außer Funktion gesetzt werden kann.
Die im vorstehenden beispielhaft geschilderte Erfindung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann die Pumpe 20 eine Einstrompumpe sein oder mit mehreren Fluten als zwei Fluten ausgebildet sein, die an unterschiedliche Verbraucher angepasst sind. Die Getriebe 30 bzw. 30a und 30b dienen mit Hilfe der Freiläufe nicht nur dazu, dass die Pumpe wahlweise von dem Verbrennungsmotor 10 und/oder dem Elektromotor 32 angetrieben werden kann, sondern ermöglichen auch eine Drehzahlanpassung zwischen Pumpe 20 und dem jeweiligen Motor. Das erfindungsgemäße System kann auch in einem Hybridantrieb eingesetzt werden, bei dem das Fahrzeug wahlweise von einem Verbrennungsmotor und/oder Elektromotor angetrieben wird.

10: Verbrennungsmotor
12: Betätigungseinrichtung
14: elektronische Steuereinrichtung
16: Eingänge
18: Ausgänge
20: Pumpe
20a: erste Pumpenflut
20b: zweite Pumpenflut
22: Reservoir
24: Ausgangsleitung
26: Ausgangsleitung
28: Pumpenwelle
30: Getriebe
32: Elektromotor
34: Ausgangswelle
36: Ausgangswelle
38: Verbraucher
40: Verbraucher
42: Druckbegrenzungsventil
44: Druckbegrenzungsventil

Claims

Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (10), einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Pumpe (20) und einem Verbraucher (12; 38, 40), der mittels von der Pumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit antreibbar ist, gekennzeichnet durch einen Elektromotor (32), zum Antrieb der Pumpe (20) bei stillstehendem Verbrennungsmotor (10).
Hydraulikversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (10) und der Elektromotor (32) die Pumpe (20) über ein einen Freilauf enthaltendes Getriebe (30; 30a, 30b) derart antreiben, dass jeweils der Motor (10, 32) für einen Antrieb wirksam ist, der die Pumpe (20) mit einer höheren Drehzahl antreibt.
Hydraulikversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (20) eine Mehrstrompumpe ist, deren Strömungspfade (20a, 20b) selektiv schaltbar sind.
Hydraulikversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher eine Betätigungseinrichtung (14) eines automatischen Fahrzeuggetriebes ist.
Hydraulikversorgungssystem nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Strömungspfade mit dem automatischen Fahrzeuggetriebe verbunden ist und ein anderer Strömungspfad mit wenigstens einem weiteren Verbraucher verbunden ist.
Hydraulikversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Elektromotors (32) abhängig von Betriebsparametern eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs veränderbar ist.