DE102010023713A1

DE102010023713A1 - Hydraulikanordnung

Info

Publication number: DE102010023713A1
Application number: DE102010023713A
Authority: DE
Inventors: Marco Grethel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2011-03-17
Also published as: US8621859B2; US20110005214A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zum Ansteuern eines Getriebes mit einer hydraulischen Steuerenergiequelle, die eine Steuerhydraulikpumpe und einen Steuerdruckspeicher umfasst, und mit einer Niederdruckpumpe zum Bereitstellen eines Niederdruckvolumenstroms für einen Niederdruckverbraucher.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Niederdruckpumpe antriebsmäßig mit der Steuerhydraulikpumpe verbindbar beziehungsweise verbunden ist, die ladungsmäßig mit dem Steuerdruckspeicher verbindbar beziehungsweise verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zum Ansteuern eines Getriebes mit einer hydraulischen Steuerenergiequelle, die eine Steuerhydraulikpumpe und einen Steuerdruckspeicher umfasst, und mit einer Niederdruckpumpe zum Bereitstellen eines Niederdruckvolumenstroms für einen Niederdruckverbraucher.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hydraulikanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf den Bauraum, das Gewicht, die Kosten und/oder den energetischen Wirkungsgrad zu optimieren.
Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung zum Ansteuern eines Getriebes mit einer hydraulischen Steuerenergiequelle, die eine Steuerhydraulikpumpe und einen Steuerdruckspeicher umfasst, und mit einer Niederdruckpumpe zum Bereitstellen eines Niederdruckvolumenstroms für einen Niederdruckverbraucher, dadurch gelöst, dass die Niederdruckpumpe antriebsmäßig mit der Steuerhydraulikpumpe verbindbar beziehungsweise verbunden ist, die ladungsmäßig mit dem Steuerdruckspeicher verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Antriebsmäßige Verbindung bedeutet, dass die Niederdruckpumpe verwendet wird, um die Steuerhydraulikpumpe anzutreiben. Die antriebsmäßige Verbindung kann zum Beispiel mechanisch oder hydraulisch ausgeführt sein. Die Steuerhydraulikpumpe ist vorzugsweise nur zeitweise antriebsmäßig mit der Niederdruckpumpe verbunden, um den Steuerdruckspeicher vorzugsweise bedarfsabhängig aufzuladen. Ladungsmäßige Verbindung bedeutet, dass der Steuerdruckspeicher durch die Steuerhydraulikpumpe aufgeladen wird. Die Niederdruckpumpe ist vorzugsweise mechanisch durch eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Verbrennungsmotor angetrieben. Bei dem Niederdruckvolumenstrom handelt es sich vorzugsweise um einen Kühlölstrom, insbesondere zur Versorgung einer nasslaufenden Kupplung mit Kühlöl. Die Nutzung der Niederdruckpumpe zum Antreiben der Steuerhydraulikpumpe liefert den Vorteil, dass ein ansonsten zum Antreiben der Steuerhydraulikpumpe benötigter Elektromotor entfallen kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhydraulikpumpe hydraulikantriebsmäßig mit der Niederdruckpumpe verbunden ist. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird der für den Niederdruckverbrauch erzeugte Niederdruckvolumenstrom teilweise, beziehungsweise zeitweise genutzt, um die Steuerhydraulikpumpe hydraulisch anzutreiben.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckpumpe hydraulikantriebsmäßig mit einem Hydraulikmotor verbunden ist, der die Steuerhydraulikpumpe antreibt. Der Hydraulikmotor wird durch den Niederdruckvolumenstrom der Niederdruckpumpe angetrieben und ist, zum Beispiel mechanisch, antriebsmäßig mit der Steuerhydraulikpumpe verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Hydraulikmotors mit dem Niederdruckverbraucher verbindbar, beziehungsweise verbunden ist. Somit kann der zum Antreiben der Steuerhydraulikpumpe verwendete Volumenstrom dem Niederdruckverbraucher zugeführt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhydraulikpumpe mechanisch antriebsmäßig mit der Niederdruckpumpe und/oder einer Brennkraftmaschine verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Die Steuerhydraulikpumpe kann über eine entsprechende mechanische Kopplung direkt durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden. Die Steuerhydraulikpumpe kann aber auch durch eine ähnliche mechanische Kopplung über die Niederdruckpumpe angetrieben werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung zwischen die Steuerhydraulikpumpe und die Niederdruckpumpe beziehungsweise die Brennkraftmaschine geschaltet ist. Dadurch kann die Steuerhydraulikpumpe bei Bedarf zeitweise angetrieben werden, indem die Kupplung geschlossen wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine elektrische Betätigungseinrichtung umfasst. Die elektrische Betätigungseinrichtung kann zum Beispiel mit einer Motorsteuerung angesteuert werden, um die Kupplung bei Bedarf zeitweise zu schließen, damit die Steuerhydraulikpumpe angetrieben wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine hydraulische Betätigungseinrichtung umfasst. Die hydraulische Betätigungseinrichtung der Kupplung ist vorzugsweise hydraulisch mit der Niederdruckpumpe verbindbar beziehungsweise verbunden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Getriebe mit einer vorab beschriebenen Hydraulikanordnung. Bei dem Getriebe handelt es sich zum Beispiel um einen Stufenautomaten oder ein Doppelkupplungsgetriebe. Das Getriebe ist vorzugsweise als stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgeführt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ansteuern des vorab beschriebenen Getriebes, wobei die Niederdruckpumpe zum Antreiben der Steuerhydraulikpumpe verwendet wird. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Niederdruckpumpe verwendet, um die Steuerhydraulikpumpe anzutreiben. Es kann der Niederdruckvolumenstrom der Niederdruckpumpe genutzt werden, um die Steuerhydraulikpumpe hydraulisch anzutreiben. Dabei erfolgt eine Wandlung von einem hohen Volumenstrom bei geringem Druck zu einem geringen Volumenstrom bei hohem Druck. Diese Energiewandlung erfolgt vorzugsweise nur kurzzeitig, um den Druckspeicher über die Steuerhydraulikpumpe zu laden. Eine andere Möglichkeit ist, die Energie des Niederdruckvolumenstroms mit Hilfe eines Ventils in eine hydraulisch schaltbare Kupplung zu leiten. Diese Kupplung verbindet dann kurzzeitig die Steuerhydraulikpumpe mit einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, um den Druckspeicher zu laden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine schaltbare Kupplung zwischen der Steuerhydraulikpumpe und dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs anzuordnen, die über einen beliebigen Aktor, zum Beispiel elektrisch, geschaltet wird, um den Druckspeicher zu laden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine Hydraulikanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Hydraulikmotor, der zum Antreiben einer Steuerhydraulikpumpe verwendet wird;
2 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 1, wobei ein zum Antreiben des Hydraulikmotors verwendeter Niederdruckvolumenstrom einem Niederdruckverbraucher zugeführt wird;
3 eine Hydraulikanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer hydraulisch betätigbaren Kupplung zwischen der Niederdruckpumpe und der Steuerhydraulikpumpe und
4 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 3 mit einer elektrisch betätigbaren Kupplung zwischen der Niederdruckpumpe und der Steuerhydraulikpumpe.
In den 1 bis 4 sind vier verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung jeweils in Form eines Hydraulikschaltplans vereinfacht dargestellt. Die Hydraulikanordnung umfasst einen Fahrzeugantrieb 1, der vorzugsweise als Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgeführt ist, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird.
Ein Niederdruckverbraucher 2 wird aus einem Tank 4 über eine Niederdruckpumpe 5 mit einem Kühlmedium versorgt. Bei dem Kühlmedium handelt es sich vorzugsweise um Kühlöl, das über eine Drossel 6 und eine Ventileinrichtung 8 aus dem Tank 4 angesaugt wird. Das angesaugte Kühlmedium wird von der Niederdruckpumpe 5 über eine weitere Ventileinrichtung 10 dem Verbraucher 2 zugeführt. Bei dem Verbraucher 2 handelt es sich zum Beispiel um eine nasslaufende Kupplung, die einem Getriebe vorgeschaltet ist.
Die Niederdruckpumpe 5 ist über eine mechanische Kopplung 11 direkt von dem Antriebsmotor 1 angetrieben. Die in den 1 bis 4 dargestellte Hydraulikanordnung umfasst neben der Niederdruckpumpe 5 eine Steuerhydraulikpumpe 12, die ein Hydraulikmedium aus einem Tank 14 in einen Druckspeicher 16 und/oder zu einer Getriebeaktorik 18 fördert. Bei dem Hydraulikmedium handelt es sich zum Beispiel um Hydrauliköl.
Die Getriebeaktorik 18 wird hydraulisch über die Steuerhydraulikpumpe 12 beziehungsweise den Druckspeicher 16 gesteuert beziehungsweise betätigt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Steuerhydraulikpumpe 12 bedarfabhängig direkt oder indirekt durch die Niederdruckpumpe 5 angetrieben.
In 1 wird der von der Niederdruckpumpe 5 bereitgestellte Niederdruckvolumenstrom über die Ventileinrichtung 10 zeitweise und bedarfsabhängig einem Hydraulikmotor 19 zugeführt, um diesen hydraulisch anzutreiben. Der zum hydraulischen Antrieb des Hydraulikmotors 19 verwendete Niederdruckvolumenstrom wird einem Tank 22 zugeführt. Der Tank 22 kann identisch mit dem Tank 4 sein.
In einem Rechteck 20 ist angedeutet, dass der Hydraulikmotor 19 antriebsmäßig mit der Steuerhydraulikpumpe 12 verbunden ist, um diese anzutreiben. In dem Rechteck 20 wird der von der Niederdruckpumpe 5 bereitgestellte relativ große Volumenstrom mit geringem Druck über den Hydraulikmotor 19 und die Steuerhydraulikpumpe 12 in einen relativ kleinen Volumenstrom mit einem hohen Druck umgewandelt. Diese Energieumwandlung in dem Rechteck 20 erfolgt immer nur kurzzeitig, um den Druckspeicher 16 zu laden.
In 2 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 1 dargestellt, bei welchem der zum Antrieb des Hydraulikmotors 19 verwendete Niederdruckvolumenstrom über eine Rückführung 25 dem Verbraucher 2 zugeführt wird. Ansonsten entspricht das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist durch ein Rechteck 40 und eine mechanische Kopplung 41 angedeutet, dass die Steuerhydraulikpumpe 12 über die mechanischen Kopplungen 11 und 41 und die Niederdruckpumpe 5 durch den Fahrzeugantrieb 1 antreibbar ist. Der Fahrzeugantrieb 1 kann bedarfsabhängig über eine Kupplung 44 genutzt werden, um die Steuerhydraulikpumpe 12 anzutreiben.
Die Kupplung 44 ist durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung 45 betätigbar, die über eine Hydraulikleitung 46 und die Ventileinrichtung 10 ansteuerbar ist. Über die Ventileinrichtung 10 kann der von der Niederdruckpumpe 5 bereitgestellte Niederdruckvolumenstrom ganz oder teilweise der hydraulischen Betätigungseinrichtung 45 zugeführt werden, um die Kupplung 44 zu schließen, so dass die Steuerhydraulikpumpe 12 durch den Fahrzeugantrieb 1 angetrieben wird. Im geschlossenen Zustand der Kupplung 44 wird der Druckspeicher 16 über die durch den Fahrzeugantrieb 1 angetriebene Steuerhydraulikpumpe 12 aus dem Tank 14 geladen.
In 4 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 3 mit einem Rechteck 50 dargestellt, in welchem eine Kupplung 54 zwischen die Niederdruckpumpe 5 und die Steuerhydraulikpumpe 12 geschaltet ist. Die Kupplung 54 ist, wie durch einen Pfeil 55 angedeutet ist, über einen beliebigen Aktor, zum Beispiel elektrisch, betätigbar, um den Druckspeicher 16 zu laden. Bei diesem Ausführungsbeispiel und bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 kann der Hydraulikmotor 19 entfallen, weil die Steuerhydraulikpumpe 12 über die Kupplung 54 direkt mit dem Fahrzeugantrieb 1 koppelbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugantrieb
2: Niederdruckverbraucher
4: Tank
5: Niederdruckpumpe
6: Drossel
8: Ventileinrichtung
10: weitere Ventileinrichtung
11: mechanische Kopplung
12: Steuerhydraulikpumpe
14: Tank
16: Druckspeicher
18: Getriebeaktorik
19: Hydraulikmotor
20: Rechteck
22: Tank
25: Rückführung
40: Rechteck
41: mechanische Kopplung
44: Kupplung
45: hydraulische Betätigungseinrichtung
50: Rechteck
54: Kupplung
55: Pfeil

Claims

Hydraulikanordnung zum Ansteuern eines Getriebes mit einer hydraulischen Steuerenergiequelle, die eine Steuerhydraulikpumpe (12) und einen Steuerdruckspeicher (16) umfasst, und mit einer Niederdruckpumpe (5) zum Bereitstellen eines Niederdruckvolumenstroms für einen Niederdruckverbraucher (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckpumpe (5) antriebsmäßig mit der Steuerhydraulikpumpe (12) verbindbar beziehungsweise verbunden ist, die ladungsmäßig mit dem Steuerdruckspeicher (16) verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhydraulikpumpe (12) hydraulikantriebsmäßig mit der Niederdruckpumpe (5) verbunden ist.
Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckpumpe (5) hydraulikantriebsmäßig mit einem Hydraulikmotor (19) verbunden ist, der die Steuerhydraulikpumpe (12) antreibt.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Hydraulikmotors (19) mit dem Niederdruckverbraucher (2) verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhydraulikpumpe (12) mechanisch antriebsmäßig mit der Niederdruckpumpe (5) und/oder einer Brennkraftmaschine (1) verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (44; 54) zwischen die Steuerhydraulikpumpe (12) und die Niederdruckpumpe (5) beziehungsweise die Brennkraftmaschine (1) geschaltet ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (54) eine elektrische Betätigungseinrichtung umfasst.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (44) eine hydraulische Betätigungseinrichtung (45) umfasst.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (45) der Kupplung (44) hydraulisch mit der Niederdruckpumpe (5) verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
Getriebe mit einer Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Ansteuern eines Getriebes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckpumpe (5) zum Antreiben der Steuerhydraulikpumpe (12) verwendet wird.