DE102008058080A1 - Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
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 der1 abgeänderten Ausführungsform eines Hydraulikversorgungssystems. - Gemäß
1 enthält ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftwagen, einen Verbrennungsmotor10 , 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 Betätigungseinrichtungen12 für solche Getriebe, die von einer elektronischen Steuereinrichtung14 abhängig von Betriebsparametern des Fahrzeugs, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Betätigung eines Gaspedals usw. gesteuert werden. Solche Betätigungseinrichtungen12 enthalten von der elektronischen Steuereinrichtung14 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. Ausgänge18 sind mit Ventilen oder anderen Stellgliedern der Betätigungseinrichtung12 sowie gegebenenfalls einem Leistungsstellglied des Verbrennungsmotors10 verbunden. - Zur Versorgung der Betätigungseinrichtung
12 mit Hydraulikflüssigkeit dient eine Pumpe20 , die im dargestellten Beispiel zweiflutig bzw. als Zweistrompumpe mit einem eine erste Flut20a bildenden Pumpenteil und einem eine zweite Flut20b bildenden Pumpenteil ausgebildet ist. Die Pumpe20 saugt Hydraulikflüssigkeit aus einem Reservoir22 und fördert es in eine erste, mit der ersten Flut verbundene Ausgangsleitung24 und in eine zweite, mit der zweiten Flut20b verbundene Ausgangsleitung26 . Die beiden Pumpenteile bzw. Fluten können derart ausgebildet sein, dass in den Ausgangsleitungen24 ,26 ein unterschiedliches Druckniveau herrscht, das an die Erfordernisse der Betätigungseinrichtung12 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 Pumpenwelle28 angeordnete, getrennte Impeller aufweisen, so dass die beiden Fluten20a und20b durch eigenständige, lediglich von einer gemeinsamen Pumpenwelle28 angetriebene Pumpen gebildet sind. - Die Pumpenwelle
28 wird, gegebenenfalls über ein Getriebe30 zur Drehzahlanpassung, von dem Verbrennungsmotor10 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 Elektromotor32 vorgesehen und ist das Getriebe30 derart ausgebildet, dass über das Getriebe30 , wenn der Verbrennungsmotor10 stillsteht, die Pumpenwelle28 mittels des Elektromotors32 antreibbar ist. Dazu enthält das Getriebe30 , das in seinem Aufbau an sich bekannt sein kann, wenigstens einen Freilauf, der ermöglicht, dass eine Ausgangswelle34 des Verbrennungsmotors10 stillstehen kann, während die Pumpenwelle28 von einer Ausgangswelle36 des Elektromotors32 angetrieben wird. Vorteilhafterweise befindet sich in der Verbindung der Ausgangswelle34 bzw. in der Verbindung der Ausgangswelle36 mit einem jeweiligen Getriebeelement, das drehfest mit der Pumpenwelle28 verbunden ist, jeweils ein Freilauf, der dafür sorgt, dass das jeweilige Getriebeelement die zugehörige Ausgangswelle überholen kann, so dass die Pumpenwelle28 jeweils von derjenigen Ausgangswelle34 oder36 angetrieben wird, die zu einer höheren Drehzahl der Pumpenwelle28 führt. - Der Betrieb des Elektromotors
32 wird von der elektronischen Steuereinrichtung14 gesteuert, die den Elektromotor32 mit einer vorbestimmten oder von Betriebsparametern abhängigen Drehzahl antreibt, sobald die Pumpe20 nicht mehr vom Verbrennungsmotor10 angetrieben wird. - Der Elektromotor
32 kann vorteilhafterweise auch verwendet werden, um bei niederer Drehzahl des Verbrennungsmotors10 die Pumpe20 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 Betätigungseinrichtung12 mit ausreichendem Hydraulikdruck versorgt wird. -
2 zeigt eine gegenüber1 abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. - Die Pumpenwelle
28 erstreckt sich durch die gesamte Pumpe20 und ist an einem Ende über ein erstes Getriebe30a mit der Ausgangswelle34 des Verbrennungsmotors verbunden und am anderen Ende über ein zweites Getriebe30b mit der Ausgangswelle36 des Elektromotors32 verbunden. Anstelle der Betätigungseinrichtung12 der1 , die zwei Eingänge zum Anschluss jeweils einer Ausgangsleitung24 und26 hat, sind zwei Verbraucher38 und40 vorge sehen, die mit einer jeweiligen Ausgangsleitung24 bzw.26 verbunden sind. Die beiden Verbraucher38 und40 können Teile der Betätigungseinrichtung12 sein oder getrennte Verbraucher. Beispielsweise kann der Verbraucher38 die Betätigungseinrichtung eines Getriebes darstellen und der Verbraucher40 die Betätigungseinrichtung einer Kupplung darstellen. In jeder der Ausgangsleitungen24 und26 ist ein Druckbegrenzungsventil42 bzw.44 mit einem in das Hydraulikflüssigkeitsreservoir22 führenden Rücklauf vorgesehen, mittels dessen der Druck in der jeweiligen Ausgangsleitung24 bzw.26 eingestellt werden kann. Die elektronische Steuereinrichtung14 weist Ausgänge18 auf, von denen einer mit dem Elektromotor32 und weitere mit jeweils einem der Druckbegrenzungsventile42 und44 verbunden sind und die gegebenenfalls mit weiteren elektronisch zu steuernden Elementen verbunden sind. - Die Funktion der Anordnung
2 entspricht der der1 , wobei in jedem der Getriebe30a und30b ein Freilauf angeordnet ist, der zulässt, dass die Pumpenwelle28 die jeweilige Ausgangswelle34 bzw.36 überholt bzw. die Pumpenwelle28 jeweils von derjenigen der Ausgangswellen34 und36 angetrieben wird, die zu einer höheren Drehzahl der Pumpenwelle28 führt. Mittels der Druckbegrenzungsventile42 und44 kann in der jeweiligen Pumpenflut20a bzw.20b selektiv ein von Betriebsparametern des Fahrzeugantriebsstrangs abhängiger Druck eingestellt werden, der beispielsweise abgesenkt werden kann, wenn der Antrieb der Pumpe20 mittels des Elektromotors32 erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, den Elektromotor32 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 Getriebe30 bzw.30a und30b dienen mit Hilfe der Freiläufe nicht nur dazu, dass die Pumpe wahlweise von dem Verbrennungsmotor10 und/oder dem Elektromotor32 angetrieben werden kann, sondern ermöglichen auch eine Drehzahlanpassung zwischen Pumpe20 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 (6)
- 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.
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