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Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer in ihrer Förderrichtung umkehrbaren Pumpe, einer mit einem ersten Anschluss der Pumpe gekoppelten Kühl- und/oder Schmiereinrichtung, einer über eine Leitungsanordnung sowie ein erstes Ventil mit einem zweiten Anschluss der Pumpe koppelbaren Parksperrenbetätigungseinrichtung sowie einer über die Leitungsanordnung sowie das erste Ventil ebenfalls mit dem zweiten Anschluss der Pumpe koppelbaren Kupplungsbetätigungseinrichtung.
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Der Anmelderin ist prinzipiell der interne Stand der Technik bekannt, der noch nicht veröffentlicht worden ist, jedoch bereits beim Deutschen Patent- und Markenamt als deutsche Patentanmeldung hinterlegt worden ist. Dieser Stand der Technik trägt das Aktenzeichen
DE 10 2018 112 670.0 mit Anmeldetag
28 Mai 2018. Weiterer Stand der Technik ist durch die ebenfalls bereits eingereichte, jedoch noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
DE 10 2019 100 872.7 mit Anmeldetag 15.01.2019 bekannt. Damit sind prinzipiell bereits Hydrauliksysteme bekannt, in denen Reversierpumpen zum wahlweisen Versorgen einer Kühlung / Schmierung sowie zum Betätigen einer Kupplung oder einer Parksperre eingesetzt sind.
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Als Nachteil dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass die entsprechenden Hydrauliksysteme hinsichtlich ihres Wirkungsgrads weiter verbesserungswürdig sind. Dies liegt darin, dass in der überwiegenden Betriebszeit der Pumpenaktor in Form der Pumpe in dem so genannten „Kühlmodus“ betrieben wird, wobei relativ häufig, vor allem durch die vorhandene Leckage seitens der Kupplungsbetätigungseinrichtung sowie der Parksperrenbetätigungseinrichtung, die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt werden muss und die Kupplungsbetätigungseinrichtung sowie die Parksperrenbetätigungseinrichtung wieder mit Hydraulikmittel versorgt werden müssen. Dieser Vorgang nimmt prinzipiell durch das Umschalten der Pumpe einen relativ hohen Zeitverzug in Anspruch. Dabei besteht auch der Nachteil, dass in der Zeit der Betätigung der Kupplung oder der Parksperre nicht gekühlt oder geschmiert werden kann. Dieses Problem wird weiter verstärkt, wenn der so genannte Haltemagnet der Parksperre ausfällt, da in diesem Fall eine permanente Zufuhr an Hydraulikdruck / Hydraulikmittel beansprucht wird. Des Weiteren, wenn das entsprechende erste Ventil ausfällt, kann in bestimmten Betriebszuständen die Parksperre bzw. die Kupplung gar nicht mehr betätigt werden. Zugleich sollte ein möglichst rasches Notschließen der Kupplung ermöglicht sein.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und ein Hydrauliksystem zur Verfügung zu stellen, das einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist sowie eine Kühl- und Schmiermittelversorgung mit möglichst wenig Unterbrechungen gewährleistet.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Druckspeicher mittels eines zweiten Ventils an einem zwischen dem ersten Ventil und der Parksperrenbetätigungseinrichtung verlaufenden ersten Leitungsabschnitt der Leitungsanordnung und/oder an einem zwischen dem ersten Ventil und der Kupplungsbetätigungseinrichtung verlaufenden zweiten Leitungsabschnitt der Leitungsanordnung ankoppelbar ist.
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Durch Vorsehen dieses Druckspeichers und des entsprechenden zweiten Ventils wird die Parksperrenbetätigungseinrichtung und/oder Kupplungsbetätigungseinrichtung über einen möglichst langen Zeitraum mit einem konstanten Druck versorgt. Dadurch ist es möglich, deutlich weniger oft die Pumpe hinsichtlich ihrer Förderrichtung umzuschalten. Der Wirkungsgrad des Hydrauliksystems wird dadurch deutlich gesteigert.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Hinsichtlich der Anbindung des Druckspeichers / des zweiten Ventils hat es sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Ladeleitung, die in zumindest einem Betriebszustand den zweiten Anschluss der Pumpe mit dem Druckspeicher verbindet, zwischen dem ersten Ventil und dem zweiten Ventil verläuft / das erste Ventil mit dem zweiten Ventil verbindet. Dadurch erfolgt eine möglichst einfache Aufladung des Druckspeichers unabhängig von dem Betätigungszustand der Parksperrenbetätigungseinrichtung sowie der Kupplungsbetätigungseinrichtung.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das erste Ventil derart ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Ventilstellung den zweiten Anschluss der Pumpe mit dem zweiten Leitungsabschnitt verbindet, während der erste Leitungsabschnitt von dem zweiten Anschluss der Pumpe abgetrennt ist.
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Ferner ist das erste Ventil derart ausgebildet, dass es in seiner zweiten Ventilstellung den zweiten Anschluss der Pumpe mit dem ersten Leitungsabschnitt verbindet, während der zweite Leitungsabschnitt von dem zweiten Anschluss der Pumpe abgetrennt ist.
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Zudem ist es bevorzugt, wenn das erste Ventil derart ausgebildet ist, dass es in seiner dritten Ventilstellung den zweiten Anschluss der Pumpe mit der Ladeleitung verbindet, während der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt von dem zweiten Anschluss der Pumpe abgetrennt sind.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das zweite Ventil derart ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Ventilstellung den Druckspeicher mit dem ersten Leitungsabschnitt verbindet, während der zweite Leitungsabschnitt und die Ladeleitung von dem Druckspeicher abgetrennt sind.
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Demnach ist es zudem bevorzugt, wenn das zweite Ventil derart ausgebildet ist, dass es in seiner zweiten Ventilstellung den Druckspeicher mit der Ladeleitung verbindet, während der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt von dem Druckspeicher abgetrennt sind.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das zweite Ventil derart ausgebildet ist, dass es in seiner dritten Ventilstellung den Druckspeicher mit dem zweiten Leitungsabschnitt verbindet, während der erste Leitungsabschnitt und die Ladeleitung von dem Druckspeicher abgetrennt sind.
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Es ist auch von Vorteil, wenn die Parksperrenbetätigungseinrichtung über einen Haltemagneten verfügt, der derart ansteuerbar ist, dass er im Betrieb des Kraftfahrzeuges die Parksperrenbetätigungseinrichtung in einer geöffneten Stellung hält (und folglich die entsprechende Parksperre geöffnet / entsperrt ist). Dadurch wird die Parksperrenbetätigungseinrichtung möglichst einfach umsetzbar.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn der zweite Leitungsabschnitt an ein Ablassventil angeschlossen ist, über welches Ablassventil er mit einem Reservoir verbindbar ist.
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Die Pumpe ist auf typische Weise so eingesetzt, dass sie bei ihrem Betrieb in einer ersten Förderrichtung Hydraulikmittel über den ersten Anschluss an die Kühl- und/oder Schmiereinrichtung fördert und bei ihrem Antrieb in einer zweiten Förderrichtung Hydraulikmittel über den zweiten Anschluss zu dem ersten Ventil hin fördert.
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Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn das erste Ventil und/oder das zweite Ventil als Wegeventil (sowie als Magnetventil) ausgeführt sind/ist.
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Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Hydrauliksystem, bevorzugt für ein Twin-Drive-System, mit Druckspeicher zur Betätigung vorgesehen. Erfindungsgemäß wird der Reservebehälter / Druckspeicher zur Ansteuerung einer Parksperre und einer Trennkupplung (K0) eingesetzt, um die Umschalthäufigkeit des elektronischen Pumpenaktors (EPA) zu reduzieren. Der benötigte Hydraulikdruck zur Ansteuerung von Parksperre und Trennkupplung K0 kann dem Speicher entnommen werden.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, sowie
- 2 eine schematische Darstellung einer das Hydrauliksystem nach 1 aufweisenden Antriebseinheit.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
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Wie zunächst in 2 zu erkennen, ist das Hydrauliksystem 1 bevorzugt zum Einsatz in einer Antriebseinheit 20 eines hybriden Kraftfahrzeuges vorbereitet. In weiteren Ausführungen ist das Hydrauliksystem 1 auch in anderen Antriebseinheiten, etwa in Antriebseinheiten rein elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge, eingesetzt. Die Antriebseinheit 20 weist neben einem Verbrennungsmotor 21 einen ersten Elektromotor 22, einen zweiten Elektromotor 23 sowie einen zwischen dem ersten Elektromotor 22 und dem zweiten Elektromotor 23 angeordnete Trennkupplung 24 auf. Der zweite Elektromotor 23 ist dann auf typische Weise mit Rädern 25 des Kraftfahrzeuges weiter gekoppelt. Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem 1 dient dabei zum Betätigen der Trennkupplung 24 sowie zum Kühlen und Schmieren unterschiedlicher Bestandteile der Antriebseinheit 20. Auch dient das Hydrauliksystem 1 zu einer in 2 nicht, jedoch in 1 dargestellten Parksperre 29 des Kraftfahrzeuges.
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Mit 1 ist der nähere Aufbau des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gut zu erkennen. Das Hydrauliksystem 1 weist eine als Reversierpumpe umbesetzte Pumpe 2 auf. Die Pumpe 2 ist mittels eines elektrischen Antriebsmotors 18 in Abhängigkeit eines durch eine Leistungselektronik 19 vorgegebenen Steuerbefehls in einer ersten Förderrichtung oder einer dazu entgegengesetzten zweiten Förderrichtung antreibbar. Die Pumpe 2 weist folglich zwei Anschlüsse 3, 7 auf, die wechselweise als Eingang / Ansauganschluss oder Ausgang / Druckanschluss dienen. Die Pumpe 2 bildet zusammen mit dem Antriebsmotor 18 einen elektrischen Pumpenaktor (EPA) aus.
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Über den ersten Anschluss 3 ist in der ersten Förderrichtung der Pumpe 2 eine Kühl- und Schmiereinrichtung 4 mit Hydraulikmittel versorgbar. Als Antrieb der Pumpe 2 in der ersten Förderrichtung wird Hydraulikmittel über den zweiten Anschluss 7 von einem Reservoir 17 angesaugt und über den ersten Anschluss 3, wahlweise unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers 26, der Kühl- und Schmiereinrichtung 4 zugeführt.
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Der zweite Anschluss 7 ist über eine weitere Leitungsanordnung 5 mit einer Parksperrenbetätigungseinrichtung 8 sowie einer Kupplungsbetätigungseinrichtung 9 koppelbar. In der zweiten Förderrichtung der Pumpe 2 wird über den ersten Anschluss 3 aus dem Reservoir 17 Hydraulikmittel angesaugt und in Richtung des zweiten Anschlusses 7 hin zu einem ersten Ventil 6 gefördert. Das erste Ventil 6 ist als Wegeventil realisiert. Insbesondere ist das erste Ventil 6 als ein 5/3-Wegeventil umgesetzt. Der zweite Anschluss 7 ist über das erste Ventil 6 wahlweise mit einem hin zu der Parksperrenbetätigungseinrichtung 8 führenden ersten Leitungsabschnitt 12 oder einem hin zu der Kupplungsbetätigungseinrichtung 9 führenden zweiten Leitungsabschnitt 13 oder mit einer Ladeleitung 14 verbindbar.
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Erfindungsgemäß ist in dieser Ausführung zusätzlich ein Druckspeicher 10 über ein weiteres zweites Ventil 11 an den ersten Leitungsabschnitt 12 oder den zweiten Leitungsabschnitt 13 anschließbar oder durch die Ladeleitung 14 aufladbar.
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Das zweite Ventil 11 ist ebenfalls als Wegeventil, nämlich als ein 4/3-Wegeventil, umgesetzt. In einer in 1 umgesetzten ersten Ventilstellung des zweiten Ventils 11 ist der Druckspeicher 10 mit dem ersten Leitungsabschnitt 12 und somit mit der Parksperrenbetätigungseinrichtung 8 hydraulisch verbunden, während er von der Ladeleitung 14 und dem zweiten Leitungsabschnitt 13 abgetrennt ist. In einer zweiten Ventilstellung des zweiten Ventils 11 ist der Druckspeicher 10 mit der Ladeleitung 14 verbunden, während er von den beiden ersten und zweiten Leitungsabschnitten 12, 13 abgetrennt ist. In einer dritten Ventilstellung des zweiten Ventils 11 ist der Druckspeicher 10 mit dem zweiten Leitungsabschnitt 13 verbunden, während er von dem ersten Leitungsabschnitt 12 und der Ladeleitung 14 abgetrennt ist. Somit ist der Druckspeicher 10 wahlweise mit einem der Betätigungseinrichtungen 8, 9, getrennt voneinander verbindbar oder durch die Ladeleitung 14 sowie über das erste Ventil 6 mit dem zweiten Anschluss 7 zur Wiederaufladung koppelbar.
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Das erste Ventil 6 ist in 1 in seiner ersten Ventilstellung dargestellt, in der der zweite Anschluss 7 mit dem zweiten Leitungsabschnitt 13 verbunden ist, während der erste Leitungsabschnitt 12 von dem zweiten Anschluss 7 abgetrennt ist. In dieser ersten Ventilstellung ist der erste Leitungsabschnitt 12 gar über eine Rückführleitung 27 mit dem Reservoir 17 verbunden. Die Ladeleitung 14 ist in dieser ersten Ventilstellung sowohl von der Rückführleitung 27 als auch von dem zweiten Anschluss 7 abgetrennt.
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In einer zweiten Ventilstellung des ersten Ventils 6 ist der erste Leitungsabschnitt 12 mit dem zweiten Anschluss 7 verbunden, während der zweite Leitungsabschnitt 13 von diesem zweiten Anschluss 7 abgetrennt ist. Auch die Ladeleitung 14 ist in dieser zweiten Ventilstellung von dem zweiten Anschluss 7 sowie von der Rückführleitung 27 abgetrennt. Auch der zweite Leitungsabschnitt 13 ist in dieser zweiten Ventilstellung von der Rückführleitung 27 abgetrennt.
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In einer dritten Ventilstellung des ersten Ventils 6 befindet sich schließlich die Ladeleitung 14 in Verbindung mit dem zweiten Anschluss 7, während die ersten und zweiten Leitungsabschnitte 12, 13 von dem zweiten Anschluss 7 sowie von der Rückführleitung 27 abgetrennt sind.
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Des Weiteren ist zu erkennen, dass in dem zweiten Leitungsabschnitt 13 ein Rückschlagventil 28 eingesetzt ist, das einen Rücklauf an Hydraulikmittel von der Kupplungsbetätigungseinrichtung 9 hin zu dem ersten Ventil 6 sperrt. Zu einer dem ersten Ventil 6 abgewandten Seite des Rückschlagventils 28 ist an dem zweiten Leitungsabschnitt 13 ein Ablassventil 16 angeschlossen, das wahlweise den zweiten Leitungsabschnitt 13 hin zu dem Reservoir 17 öffnet oder von diesem abtrennt.
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Prinzipiell sei zudem darauf hingewiesen, dass in weiteren Ausführungen auch auf eine Parksperrenbetätigungseinrichtung 8 oder auf die Kupplungsbetätigungseinrichtung 9 verzichtet werden kann und das erste Ventil 6 bzw. das zweite Ventil 11 auf andere Weise vereinfacht umgesetzt sein können, wobei stets über das zweite Ventil 11 ein Druckspeicher 10 an den mit der Parksperrenbetätigungseinrichtung 8 oder der Kupplungsbetätigungseinrichtung 9 verbundenen Leitungsabschnitt 12, 13 anschließbar ist.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß ein Reservebehälter 10 zur Ansteuerung der Parksperre 29 und der Trennkupplung K0 24 installiert. Diese erfindungsgemäße Systemauslegung reduziert die Umschalthäufigkeit des EPA's 2, da der benötigte Hydraulikdruck zur Ansteuerung der Parksperre 29 und der Trennkupplung K0 24 aus dem Reservebehälter 10 entnommen werden kann. Bei einem Ausfall des Haltemagneten 15 der Parksperre 29 kann der Druck und das Volumen aus dem Reservebehälter 10 über ein separates Ventil 11 in die Richtung der Parksperre 29 geleitet werden und das Einlegen der Parksperre 29 während der Fahrt verhindern. Dies hat auch zur Folge, dass ein Wechsel der Parksperre 29 verhindert, bzw. erst im nächsten Servicetermin vorgenommen werden muss. Zudem kann ein Notschließen der Trennkupplung 24, ohne Unterbrechung der Kühlung, ausgeführt werden. Die Latenzzeit verringert sich im Vergleich zum bisherigen System, da der EPA 2 seine Drehrichtung nicht umkehren muss. Bei einem Ausfall des Wegeventils 6 können Parksperre 29 und Trennkupplung 24 über den Reservebehälter 10 weiter betrieben werden. Im Allgemeinen werden zudem die Drehrichtungswechsel des EPA's 2 reduziert, da die Ansteuerung von Parksperre 29 und Trennkupplung 24 vorrangig aus dem Reservebehälter 10 erfolgt. Somit werden auch die Kühlunterbrechungen reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydrauliksystem
- 2
- Pumpe
- 3
- erster Anschluss
- 4
- Kühl- und/oder Schmiereinrichtung
- 5
- Leitungsanordnung
- 6
- erstes Ventil
- 7
- zweiter Anschluss
- 8
- Parksperrenbetätigungseinrichtung
- 9
- Kupplungsbetätigungseinrichtung
- 10
- Druckspeicher
- 11
- zweites Ventil
- 12
- erster Leitungsabschnitt
- 13
- zweiter Leitungsabschnitt
- 14
- Ladeleitung
- 15
- Haltemagnet
- 16
- Ablassventil
- 17
- Reservoir
- 18
- Antriebsmotor
- 19
- Leitungselektronik
- 20
- Antriebseinheit
- 21
- Verbrennungsmotor
- 22
- erster Elektromotor
- 23
- zweiter Elektromotor
- 24
- Trennkupplung
- 25
- Rad
- 26
- Wärmetauscher
- 27
- Rückführleitung
- 28
- Rückschlagventil
- 29
- Parksperre
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018112670 [0002]
- DE 102019100872 [0002]
