EP2300738A2 - Hydrauliksystem einer getriebeeinrichtung mit einer getriebehauptpumpe und einer zusatzpumpe - Google Patents

Hydrauliksystem einer getriebeeinrichtung mit einer getriebehauptpumpe und einer zusatzpumpe

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EP2300738A2
EP2300738A2 EP09780721A EP09780721A EP2300738A2 EP 2300738 A2 EP2300738 A2 EP 2300738A2 EP 09780721 A EP09780721 A EP 09780721A EP 09780721 A EP09780721 A EP 09780721A EP 2300738 A2 EP2300738 A2 EP 2300738A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
pressure circuit
pump
circuit
hydraulic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09780721A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Max Bachmann
Kai Borntraeger
Rene Budach
Bernard Hunold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2300738A2 publication Critical patent/EP2300738A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H61/0025—Supply of control fluid; Pumps therefore
    • F16H61/0031—Supply of control fluid; Pumps therefore using auxiliary pumps, e.g. pump driven by a different power source than the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H2061/0037—Generation or control of line pressure characterised by controlled fluid supply to lubrication circuits of the gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/85978—With pump

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic system of a transmission device with a transmission main pump and an additional pump according to the closer defined in the preamble of claim 1 and a method for operating such a hydraulic system according to the closer defined in the preamble of claim 8.
  • the internal combustion engine is switched off in various vehicle concepts in suitable operating conditions of a vehicle.
  • Such functions are referred to inter alia as engine start-stop functions that are activated or deactivated depending on operating conditions of various vehicle components and trigger a shutdown of the internal combustion engine even with short vehicle stoppages.
  • the compensation of the clearance of a clutch and its connection in the frictional connection of a transmission is achieved by guiding a certain hydraulic fluid volume flow in a piston chamber of the hydraulically controllable and zuzugateden coupling, which is to be provided by the driven by the started combustion engine main pump.
  • a pressure side of the transmission main pump and a pressure side of the auxiliary pump are connected to a particular provided for generating a frictional connection in the transmission primary pressure circuit, with respect to the pressure sides of the pump downstream of the primary pressure circuit arranged for pressure control of the primary pressure circuit pressure relief valve is arranged by means of which the secondary pressure circuit operating state dependent Hydraulic fluid can be supplied.
  • the secondary pressure circuit which is designed in particular for cooling and lubrication of switchable into the power flow modules of the transmission device, this must not be supplied at the beginning of a startup and thus at the beginning of a frictional connection in the assemblies of the transmission device with hydraulic fluid, as an example in the in Friction work in the form of heat energy supplied to the power flow couplings is only delivered to the hydraulic fluid when a certain temperature difference has been established between the disks of the clutches and the hydraulic fluid.
  • the resulting heat energy is stored in a steel volume of the lamellae of the clutch, so that can be dispensed with a cooling in this time interval.
  • the auxiliary pump In order to provide both the supply of the primary pressure circuit and the secondary pressure circuit - after reaching a certain temperature difference between the fins of the clutches and the hydraulic fluid - at low delivery volume of the transmission main pump, the auxiliary pump must provide a corresponding delivery volume and running with sufficient performance become. To achieve In accordance with a correspondingly large flow rate of the auxiliary pump, the electric machine driving the auxiliary pump must provide power in the range of 2 kilowatts.
  • the booster pump is to be supplied via an intermediate voltage to be provided, for example, in the range from 350 to 620 volts, since with the use of lower voltages, an amperage required for the power supply of the electric machine is undesirably high.
  • ISG integrated starter generator
  • the ISG clutch is to be closed during a charging operation of an energy store of the then electrically operated generator.
  • double-layer capacitors based energy storage which can be discharged in case of service or by long service life, so that the voltage provided by them can drop to, for example, less than 60 volts.
  • a desired of the auxiliary pump for supplying the primary pressure circuit and optionally the secondary pressure circuit available to be provided delivery volume is not achievable, so that the ISG clutch can not be closed and an automatic starting of the internal combustion engine is no longer possible.
  • the internal combustion engine is then to be started via a 24-volt battery in order to be able to operate the electric machine for charging the double-layer capacitors in a regenerative manner, this process not being completed until a period of time not accepted by a driver has expired.
  • the present invention is therefore based on the object, a hydraulic system of a transmission device with a transmission main pump and a driven by an electric machine auxiliary pump and a method to provide for operating such a hydraulic system to provide, by means of which a vehicle drive train with a comparison of known from the prior art solutions smaller and less expensive additional pump within a short operating times in a desired operating state can be transferred.
  • a hydraulic system of a transmission device with a transmission main pump, which can be driven with a drive via the transmission device torque, and with an electric driven by an auxiliary pump, by means of which a primary and a secondary pressure loop beaufhebsShstouch be acted upon by hydraulic fluid, wherein a pressure side of the Transmission main pump and a pressure side of the auxiliary pump upstream of a provided for adjusting the pressure of the primary pressure circuit pressure relief valve are connected to the primary pressure circuit and the pressure relief valve between the pressure sides of the transmission main pump and the auxiliary pump and the secondary pressure circuit is arranged.
  • the pressure side of the auxiliary pump can be brought into operative connection with the secondary pressure circuit via a hydraulic line which can be blocked in the direction of the primary pressure circuit and the secondary pressure circuit and bypasses the pressure limiting valve.
  • a method for operating such a hydraulic system in which the hydraulic line blocked at a delivery volume of the transmission main pump or in which a generated by the delivery volume of the transmission main pump hydraulic pressure of the primary circuit is less than a threshold value in the direction of the secondary pressure circuit as well as in the direction of the primary pressure circuit is opened and the auxiliary pump pressurizes the primary pressure circuit with hydraulic fluid.
  • the additional pump can advantageously be made less powerful than the conventional additional pumps described above. This results from the fact that the secondary pressure circuit of the auxiliary pump with insufficient delivery volume of the transmission main pump is not to be supplied via the hydraulic connection characterized by undesirably high hydraulic losses via the pressure relief valve, but on the characterized by a lower hydraulic resistance hydraulic line at lower flow rate Additional pump with the required hydraulic fluid volume can be acted upon.
  • the additional pump in the hydraulic system according to the invention in comparison to known from practice additional pumps to meet the maximum requirement, which is achieved with a drive with a limit slope of 30%, less power is formed, the auxiliary pump via a connection to a 24-volt -Battery, z. B. a 24 volt starter battery, operable.
  • the additional pump is thus compared to known from practice solutions smaller, cheaper and with a smaller space requirement executable.
  • the hydraulic line is designed with a structurally simple design of the hydraulic system according to the invention with a switching valve arranged between the auxiliary pump and the secondary pressure circuit, which operating state-dependent between a state releasing the hydraulic line and the second hydraulic line blocking State is switchable.
  • a switchover of the changeover valve between the hydraulic line releasing state and the hydraulic line blocking state without electric actuation can be achieved by actuating the changeover valve as a function of a main pressure of the primary pressure circuit. It may be provided that the switching valve at a main pressure less than or equal to a predefined threshold blocks the hydraulic pump connecting the auxiliary pump with the secondary pressure circuit and at a main pressure greater than the threshold releases the hydraulic line in the area between the auxiliary pump and the secondary pressure circuit.
  • the switching valve by an electric controllable solenoid valve piloted.
  • the changeover valve is at a corresponding feedforward of the solenoid valve, which takes place for example via a hydraulic control device, compared to a operated depending on the main pressure of the primary pressure circuit changeover valve only at pressure values greater than the threshold of the hydraulic line blocking in the hydraulic line releasing switching position or switchable in the opposite direction.
  • the switching valve is independent of the main pressure of the primary pressure circuit or an equivalent pressure value by an electrical control, for example via the electric transmission control unit, between the hydraulic line releasing state and the hydraulic line blocking state switchable.
  • a blocking of the connection between the pressure side of the auxiliary pump and the primary pressure circuit takes place in a simple and inexpensive embodiment of the hydraulic system according to the invention via a check valve.
  • the compound is then blocked in the region of the check valve in the presence of a force acting on the primary circuit side of the check valve hydraulic pressure greater than a hydraulic pressure on the additional pump-side of the check valve automatically.
  • the present in the primary pressure circuit pressure is adjustable in a structurally simple embodiment of the hydraulic system by cooperating with the pressure relief valve pressure regulator with low control and regulation.
  • the hydraulic line is blocked both in the direction of the primary pressure circuit and in the direction of the secondary pressure circuit when the primary pressure circuit run and the secondary pressure circuit from the main gear pump sufficient to be supplied with hydraulic fluid.
  • Figure 1 is a highly schematic representation of a hydraulic system of a transmission device with a main transmission pump and an auxiliary pump, wherein the auxiliary pump is connected via a lockable by means of a changeover hydraulic line directly to a secondary pressure circuit.
  • Fig. 2 is a representation corresponding to Figure 1 of a second embodiment of the hydraulic system, wherein the changeover valve is reversible via a solenoid valve.
  • Fig. 3 is a representation corresponding to Fig. 1 of a third embodiment of the hydraulic system, wherein the switching valve is electrically actuated.
  • Fig. 1 is a highly schematic representation of a hydraulic system 1 of a transmission device of a vehicle or a vehicle drive train is shown, which is designed in a conventional manner with a hybrid drive.
  • the hybrid drive comprises a trained as an internal combustion engine drive unit, an electric machine 6 and a transmission device 2.
  • the transmission device 2 may be basically any known from practice automated manual or automatic transmission, which is formed with hydraulically controllable switching elements, such as friction clutches or multi-disc brakes, and also in utility vehicles, such as buses or the like. Can be used.
  • a frictional connection can be produced by means of the hydraulically controlled via the hydraulic system 1 switching elements, wherein the switching elements via a primary pressure circuit 3 with actuation pressure can be acted upon.
  • a system pressure pHD or a main pressure of the primary circuit is mechanically drivable via a drive unit of the vehicle and a constant pump performing Transmission main pump 4 generated.
  • the main transmission pump 4 is presently designed as an internal gear pump and provided by a mechanical coupling with a transmission input or a turbine shaft 5 of the transmission device 2 of the drive unit and a corresponding state of charge of the electric machine 6 associated electrical energy storage and driven by the electric machine 6, wherein the electric drive of the transmission main pump 2 is characterized by a high demand for electrical energy.
  • a so-called engine start-stop function is provided, by means of which the drive unit is switched off in predefined operating states of the vehicle and, if one or more predefined starting criteria is present, preferably via the electric machine 6 is started.
  • the drive unit is switched off, for example, with activated brake light and vehicle standstill and / or driver-operated clutch even during very short periods of inactivity of the vehicle in the presence of a selector lever position "D" for forward drive and in the presence of different start criteria, such as falls below a brake pressure threshold at a Releasing the vehicle brake, when the brake light is deactivated, in a position where a start of the drive unit is requested in an actuation of the accelerator pedal is greater or smaller than a threshold, at a tax system announcement of a startup process of the drive unit, if present an output speed greater than or less than a threshold, in the presence of a predefined charge balance of an electrical storage of the vehicle or in dependence on comfort criteria, such as a request to Kl Imatization of the passenger compartment, started again.
  • start criteria such as falls below a brake pressure threshold at a Releasing the vehicle brake
  • the turbine shaft 5 of the transmission device 2 is driven by the drive unit only at low speed, which is why a produced by the main gear pump 4 delivery volume is low and not for the production of a required for the production of power flow in the transmission device hydraulic pressure in the primary pressure circuit 3 sufficient.
  • the transmission device 2 is additionally assigned a drivable by the electric machine 6 and with an independent of the rotational speed of the turbine shaft 5 delivery rate associated auxiliary pump 7, by means of the hydraulic system pressure pH D in the primary circuit 3 of the hydraulic system 1 of the transmission device 2 in particular Actuation of the switching elements can be generated to the desired extent even when the drive unit is switched off.
  • auxiliary pump 7 Maximum power requirements for the auxiliary pump 7 arise during a starting process of a vehicle with simultaneous connection of the drive unit or the internal combustion engine and at a limit gradient of 30%, in which case for a lubrication and / or cooling of the electric machine 6 with the drive unit corresponding transfer capacity coupling ISG coupling a flow rate of 50 liters per minute and a hydraulic pressure of 18 bar for torque transmission of an internal combustion torque are required.
  • the transmission main pump 4 provides in a pure elektromaschinensei- term drive, such as at a transmission input speed above 400 revolutions per minute required to supply the primary pressure circuit hydraulic system pressure pHD and above about 1000 revolutions per minute to supply the secondary pressure circuit 8 hydraulic fluid volume flow.
  • a pressure side of the transmission main pump 4 and a pressure side of the auxiliary pump 7 are connected downstream with a pressure relief valve 9, wherein an electrically controllable pressure regulator 10 for adjusting the present in the primary pressure circuit 3 system pressure pHD interacts with the pressure relief valve 9.
  • the pressure relief valve 9 is arranged between the pressure sides of the transmission main pump 4 and the auxiliary pump 7 and the secondary pressure circuit 8, wherein the pressure relief valve 9 on reaching a settable via the pressure regulator 10 threshold value of the system pressure pHD at least partially releases a connection with the secondary pressure circuit 8 and the secondary circuit 8 is supplied via this hydraulic path with hydraulic fluid. This ensures that initially sufficient supply of the primary pressure circuit 3 with hydraulic fluid is ensured before the secondary pressure circuit 8 is supplied with hydraulic fluid.
  • the pressure side of the auxiliary pump 7 is additionally engageable via a in the direction of the primary pressure circuit 3 and the secondary pressure circuit 8 lockable and the pressure relief valve 9 immediate hydraulic line L1 directly to the secondary pressure circuit 8 in operative connection.
  • a arranged in the hydraulic line L1 switching valve 1 1 is switchable between a pressure side of the auxiliary pump 7 to the secondary pressure circuit 8 connecting switching position and a pressure side of the auxiliary pump 7 from the secondary pressure circuit 8 switching position.
  • the hydraulic line L1 can be blocked by means of a check valve 12, wherein the check valve 12 releases the hydraulic line L1 in the direction of the primary pressure circuit 3, when an additional pump side pressure in the hydraulic line L1, which generates by a corresponding delivery volume of the auxiliary pump 7 is greater than the hydraulic system pressure pHD on the primary pressure circuit 3 facing side of the check valve 12.
  • the check valve 12 blocks the hydraulic line L1 between the auxiliary pump 7 and the primary pressure circuit 3, when present in the hydraulic line L1 in the auxiliary pump 7 facing part Hydraulic pressure is smaller than the hydraulic system pressure pHD, which rests in relation to the check valve 12 in the auxiliary pump 7 remote from the region of the hydraulic line L1.
  • the secondary pressure circuit 8 is not or only slightly supplied with hydraulic fluid during this operating state via the pressure relief valve 9. The resulting during a startup of the vehicle in the switching elements of the transmission device 2 and converted into heat energy friction work is initially stored in the steel volume of the switching elements, so that the switching elements have reached an operating temperature from which they are to cool, and a supply of the secondary pressure circuit. 8 not yet necessary.
  • the delivery volume of the transmission main pump 4 and also the hydraulic system pressure pHD increases in the primary pressure circuit 3.
  • pilot pressure pRHD the system pressure pHD set in the region of the pressure relief valve 9.
  • pressure value of the hydraulic system pressure pHD hydraulic fluid is passed through the pressure relief valve 9 in the direction of the secondary pressure circuit 8.
  • the primary pressure circuit 3 is sufficiently supplied by the main transmission pump 4 with hydraulic fluid.
  • the hydraulic system pressure pHD in the primary circuit via the pressure regulator 10 is raised to a switching threshold of the change-over valve 1 1.
  • the switching valve 1 1 acted upon by the hydraulic system pressure pHD is switched into the switching position connecting the auxiliary pump 7 via the hydraulic line L1 to the secondary pressure circuit 8.
  • the pressure present in the hydraulic line L1 drops from the level of the system pressure pHD, which corresponds to approximately 18 bar, to a pressure value of preferably 2 bar.
  • This pressure value substantially corresponds to the counter-pressure of the hydraulic line L1 and the secondary pressure circuit 8. Since the system pressure pHD generated in the primary pressure circuit 3 by the main transmission pump 4 is greater downstream of the check valve 12 than with respect to the auxiliary pump 7 upstream of the Check valve 12 in the hydraulic line L1 present pressure, the hydraulic line L1 is blocked in the region of the check valve 12 and it is no longer performed by the auxiliary pump 7 via the check valve 12 in the direction of the primary pressure circuit 3 hydraulic fluid .. Since the auxiliary pump 7 now opposed hydraulic resistance is reduced to a ninth, the delivery rate of the auxiliary pump 7 can theoretically be raised by a factor of 9, to provide sufficient to be cooled via the secondary pressure circuit 8 and to be lubricated switching elements with hydraulic fluid.
  • the pressure in the primary pressure circuit 3 reaches values to which the pressure limit 9, a connection to the secondary pressure circuit 8 opens at least partially and both the secondary pressure circuit 8 and the primary pressure circuit 3 are supplied by the transmission main pump 4 to the desired extent with hydraulic fluid. This means that an additional additional pump side supply of the secondary pressure circuit 8 via the hydraulic line L1 then no longer required and the auxiliary pump 7 is no longer to be driven by the electric machine 6.
  • auxiliary pump 7 represents a leakage of the hydraulic system 1 when switched off in the area of the reversing valve 1 1 open hydraulic line L1, which is applied to the changeover valve 1 1 hydraulic system pressure pHD of the primary pressure circuit 3 via the pressure regulator 10 to a pressure value smaller than the Umschaltdruckschwelle the changeover valve 1 1 set.
  • the switching valve 1 1 switches into its switch position separating the auxiliary pump 7 from the secondary pressure circuit 8 and the auxiliary pump 7 separates from the secondary pressure circuit 8 and an undesirable outflow of hydraulic fluid in the region of the auxiliary pump 7 in the direction of a non-pressurized area or an oil sump of the transmission device 2 is safely prevented.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the hydraulic system 1, which differs substantially in the area of the change-over valve 1 1 from the first embodiment of the hydraulic system 1 shown in FIG. 1, which is why in the following description of FIG. 2 only the differences will be discussed and with regard to the further functionalities, reference is made to the description of FIG.
  • the switching valve 1 1 is assigned a solenoid valve 13, via which the hydraulic system pressure pHD of the primary pressure circuit 3 can be fed to the change-over valve 11 depending on the operating state.
  • the solenoid valve 13 is the switching valve 1 1 upstream to the changeover valve 1 1 in response to the electrical control of the solenoid valve 13 and the system pressure pHD from its hydraulic line L1 blocking in its hydraulic line L1 opening switching position or to be able to transfer in the reverse direction.
  • the arrangement of the solenoid valve 13 provides a simple way, the possibility, the switching valve 1 1 even at pressure values of the hydraulic system pressure pHD of the primary pressure circuit 3 is greater than the Umschaltdruckschwelle the changeover valve 1 1 from its hydraulic line L1 releasing switching position in the hydraulic line L1 blocking switching position to convict, since the pressure supply of the system pressure pHD in the direction of the switching valve 1 1 in the region of the solenoid valve 13 with appropriate electrical actuation of the solenoid valve 13 is always lockable.
  • FIG. 1 A third embodiment of the hydraulic system 1 is shown in FIG.
  • the third exemplary embodiment of the hydraulic system 1 differs from the exemplary embodiments of the hydraulic system 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 again only in the area of the reversing valve 11 which, in the exemplary embodiment of the hydraulic system 1 shown in FIG. 3, is electrically connected between the two above-described switching positions and thus independently of the hydraulic system pressure pHD of the primary pressure circuit 3 and also without an additional solenoid valve is reversible, in order to bring the auxiliary pump 7 and the secondary pressure circuit 8, if necessary, in operative connection with each other.
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Abstract

Es wird ein Hydrauliksystem (1) einer Getriebeeinrichtung (2) mit einer mit einem über die Getriebeeinrichtung (2) führbaren Drehmoment antreibbaren Getriebehauptpumpe und mit einer über eine elektrische Maschine (6) antreibbaren Zusatzpumpe (7), mittels welchen ein Primärdruckkreislauf (3) und ein Sekundärdruckkreislauf (8) betriebszustandsabhängig mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind, beschrieben. Eine Druckseite der Getriebehauptpumpe und eine Druckseite der Zusatzpumpe (7) sind stromauf eines zur Einstellung eines Hauptdruckes (p HD) des Primärdruckkreislaufes (3) vorgesehenen Druckbegrenzungsventils (9) mit dem Primärdruckkreislauf (3) verbunden. Das Druckbegrenzungsventil (9) ist zwischen den Druckseiten der Getriebehauptpumpe (4) und der Zusatzpumpe (7) und dem Sekundärdruckkreislauf (8) angeordnet. Die Druckseite der Zusatzpumpe (7) ist über eine in Richtung des Primärdruckkreislaufes (3) und des Sekundärdruckkreislaufes (8) sperrbare und das Druckbegrenzungsventil (9) umgehende Hydraulikleitung (L1) mit dem Sekundärdruckkreislauf (8) in Wirkverbindung bringbar.

Description

Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtunq mit einer Getriebehauptpumpe und einer Zusatzpumpe
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung mit einer Getriebehauptpumpe und einer Zusatzpumpe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 8 näher definierten Art.
Um sowohl den Verbrauch als auch Schadstoffemissionen von mit Verbrennungsmotoren ausgeführten und aus der Praxis bekannten Fahrzeugen reduzieren zu können, wird die Verbrennungsmaschine bei verschiedenen Fahrzeugkonzepten in geeigneten Betriebszuständen eines Fahrzeugs abgeschaltet. Derartige Funktionen werden unter anderem als Motor-Start-Stopp- Funktionen bezeichnet, die in Abhängigkeit von Betriebszuständen verschiedenster Fahrzeugkomponenten aktiviert oder deaktiviert werden und selbst bei kurzen Fahrzeugstillständen ein Abschalten der Verbrennungsmaschine auslösen.
Damit ein herkömmlicher Fahrbetrieb durch eine Motor-Start-Stopp- Funktion nicht beeinträchtigt wird, ist bei einer fahrerseitig angeforderten Weiterfahrt des Fahrzeugs, insbesondere bei der Einfahrt in stark befahrene und vorfahrtberechtigte Straßen, ein kurzer Startvorgang der Verbrennungsmaschine und ein sofortiger Kraftschlussauf bau in einem Getriebe des Fahrzeuges erforderlich. Bei herkömmlich ausgeführten, beispielsweise mit einem Drehmomentwandler ausgebildeten Automatgetrieben oder automatisierten Schaltgetrieben, welche mit nasslaufenden Lamellenkupplungen ausgeführt sind, werden die Kupplungen über eine mit dem Getriebe gekoppelte Getriebehauptpumpe im Wesentlichen nur bei laufendem Verbrennungsmotor mit dem erforderlichen Ansteuerdruck versorgt. Beim Kraftschlussauf bau im Getriebe ist zunächst ein Lüftspiel der zuzuschaltenden Kupplungen zu überwinden und anschließend sind die zuzuschaltenden Kupplungen durch ein Anheben des Ansteuerdrucks gemäß vorgegebener Zuschaltkennlinien vollständig zu schließen. Der Ausgleich des Lüftspiels einer Kupplung sowie deren Zuschaltung in den Kraftschluss eines Getriebes wird durch Führen eines bestimmten Hydrau- likfluidvolumenstromes in einen Kolbenraum der hydraulisch ansteuerbaren und zuzuschaltenden Kupplung erreicht, welches von der durch die gestartete Verbrennungsmaschine angetriebenen Getriebehauptpumpe bereitzustellen ist.
Sind vor einer Wiederanfahrt des Fahrzeuges aufgrund der abgeschalteten Verbrennungsmaschine mehrere Schaltelemente einer Getriebeeinrichtung geöffnet und für die Wiederanfahrt des Fahrzeuges zu schließen, verlängert sich die Zeit zwischen dem Beginn des Startvorganges der Verbrennungsmaschine und dem Zeitpunkt, zu welchem der Kraftschluss im Getriebe vollständig hergestellt ist, unter Umständen derart, dass ein mit einer Motor-Start-Stopp- Funktion ausgeführtes Fahrzeug nicht in einem angestrebten Umfang betrieben werden kann.
Aus der Praxis sind weiterhin Antriebsmaschinen bekannt, bei welchen der Drehmomentwandler des Getriebes durch eine elektrische Maschine ersetzt ist, wobei hierbei eine fehlende Drehmomentüberhöhung des Motormoments bei einem Anfahren durch die elektrische Maschine kompensiert wird. Derartige Antriebsmaschinen können ausschließlich über die elektrische Maschine betrieben werden, wobei bei einem Anfahren mittels der elektrischen Maschine eine Drehzahl der elektrischen Maschine bei insbesondere abgeschaltetem Verbrennungsmotor von Null aus ansteigt, so dass die Getriebehauptpumpe einen zum Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung nötigen Hydraulikdruck nicht sofort aufbauen kann.
Damit Fahrzeuge mit derartig ausgebildeten Getriebeeinrichtungen mit implementierter Motor-Start-Stopp-Funktion trotzdem in gewünschter Art und Weise betrieben werden können, ist bei bekannten Fahrzeugen neben der Getriebehauptpumpe eine weitere elektromotorisch betriebene Zusatzpumpe vorgesehen, deren Fördervolumen von der Drehzahl der Verbrennungsmaschine beziehungsweise einem Antriebsaggregat unabhängig ist.
Eine Druckseite der Getriebehauptpumpe und eine Druckseite der Zusatzpumpe sind dabei mit einem insbesondere zum Erzeugen eines Kraftschlusses in dem Getriebe vorgesehenen Primärdruckkreislauf verbunden, wobei bezüglich der Druckseiten der Pumpen stromab des Primärdruckkreislaufes ein zur Druckregelung des Primärdruckkreislaufes angeordnetes Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, mittels welchem der Sekundärdruckkreislauf betriebszustandsabhängig mit Hydraulikfluid versorgt werden kann.
Der Sekundärdruckkreislauf, der insbesondere zur Kühlung und Schmierung der in den Kraftfluss schaltbaren Baugruppen der Getriebeeinrichtung ausgebildet ist, muss hierbei nicht schon zu Beginn eines Anfahrvorgangs und somit bei Beginn eines Kraftschlusses in den Baugruppen der Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid versorgt werden, da eine beispielsweise in den in den Kraftfluss geschalteten Kupplungen anfallende Reibarbeit in Form von Wärmeenergie erst dann an das Hydraulikfluid abgegeben wird, wenn sich zwischen Lamellen der Kupplungen und dem Hydraulikfluid eine gewisse Temperaturdifferenz eingestellt hat. Zu Beginn eines Anfahrvorgangs wird die entstehende Wärmeenergie in einem Stahlvolumen der Lamellen der Kupplung gespeichert, so dass auf eine Kühlung in diesem Zeitintervall verzichtet werden kann.
Um sowohl die Versorgung des Primärdruckkreislaufes als auch des Sekundärdruckkreislaufes - nach Erreichen einer gewissen Temperaturdifferenz zwischen den Lamellen der Kupplungen und dem Hydraulikfluid - bei zu geringem Fördervolumen der Getriebehauptpumpe bereitstellen zu können, muss die Zusatzpumpe ein entsprechendes Fördervolumen zur Verfügung stellen und mit einer ausreichenden Leistungsfähigkeit ausgeführt werden. Zur Errei- chung einer entsprechend großen Fördermenge der Zusatzpumpe, muss die die Zusatzpumpe antreibende elektrische Maschine Leistungen im Bereich von 2 Kilowatt erbringen. Die Zusatzpumpe ist über eine beispielsweise im Bereich von 350 bis 620 Volt bereitzustellende Zwischenspannung zu versorgen, da bei der Verwendung von niedrigeren Spannungen eine zur Leistungserbringung der elektrischen Maschine erforderliche Stromstärke unerwünscht hoch einzustellen ist.
Bei Fahrzeugen mit einem Integrierten Startergenerator (ISG), welche jeweils zwischen der elektrischen Maschine und der Verbrennungsmaschine eine ISG-Kupplung aufweisen, ist die ISG-Kupplung während eines Aufladebetriebes eines Energiespeichers der dann generatorisch betriebenen elektrischen Maschine zu schließen. Bekannt sind auf Doppelschichtkondensatoren basierende Energiespeicher, welche sich im Servicefall oder durch lange Standzeiten entladen können, so dass die von ihnen bereitgestellte Spannung auf beispielsweise unter 60 Volt sinken kann.
Bei derartig geringen Spannungen des Energiespeichers ist ein gewünschtes von der Zusatzpumpe zur Versorgung des Primärdruckkreislaufes und gegebenenfalls des Sekundärdruckkreislaufes zu Verfügung zu stellendes Fördervolumen nicht erreichbar, so dass die ISG-Kupplung nicht geschlossen werden kann und ein selbsttätiges Starten der Verbrennungsmaschine nicht mehr möglich ist. Die Verbrennungsmaschine ist dann über eine 24-VoIt- Batterie zu starten, um die elektrische Maschine zum Laden der Doppelschichtkondensatoren generatorisch betreiben zu können, wobei dieser Vorgang erst nach Ablauf einer von einem Fahrer nicht akzeptierten Zeitdauer abgeschlossen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung mit einer Getriebehauptpumpe und einer über eine elektrische Maschine antreibbaren Zusatzpumpe sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems zur Verfügung zu stellen, mittels welchen ein Fahrzeugantriebsstrang mit einer in Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen kleineren und kostengünstigeren Zusatzpumpe innerhalb kurzer Betriebszeiten in einen gewünschten Betriebszustand überführbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Hydrauliksystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen eines Hydrauliksystems und des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es wird ein Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung mit einer Getriebehauptpumpe vorgeschlagen, die mit einem über die Getriebeeinrichtung führbaren Drehmoment antreibbar ist, und mit einer über eine elektrische Maschine antreibbaren Zusatzpumpe, mittels welchen ein Primär- und ein Sekundärdruckkreislauf bethebszustandsabhängig mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind, wobei eine Druckseite der Getriebehauptpumpe und eine Druckseite der Zusatzpumpe stromauf eines zur Einstellung des Druckes des Primärdruckkreislaufes vorgesehenen Druckbegrenzungsventiles mit dem Primärdruckkreislauf verbunden sind und das Druckbegrenzungsventil zwischen den Druckseiten der Getriebehauptpumpe und der Zusatzpumpe und dem Sekundärdruckkreislauf angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Druckseite der Zusatzpumpe über eine in Richtung des Primärdruckkreislaufes und des Sekundärdruckkreislaufes sperrbare und das Druckbegrenzungsventil umgehende Hydraulikleitung mit dem Sekundärdruckkreislauf in Wirkverbindung bringbar.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems vorgeschlagen, bei welchem die Hydraulikleitung bei einem Fördervolumen der Getriebehauptpumpe bzw. bei welchem ein durch das Fördervolumen der Getriebehauptpumpe erzeugter Hydraulikdruck des Primärkreislaufes kleiner als ein Schwellwert in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes gesperrt sowie in Richtung des Primärdruckkreislaufes geöffnet ist und die Zusatzpumpe den Primärdruckkreislauf mit Hydraulikfluid beaufschlagt. Darüber hinaus wird die Hydraulikleitung bei einem Fördervolumen der Getriebehauptpumpe bzw. bei einem durch das Fördervolumen der Getriebehauptpumpe erzeugten Hydraulikdruck größer oder gleich als der Schwellwert in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes geöffnet sowie in Richtung des Primärdruckkreislaufes geschlossen, so dass die Zusatzpumpe den Sekundärdruckkreislauf und die Getriebehauptpumpe zumindest den Primärdruckkreislauf mit Hydraulikfluid beaufschlagt.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems und den erfindungsgemäßen Betrieb eines derartigen Hydrauliksystems ist die Zusatzpumpe gegenüber den eingangs beschriebenen herkömmlichen Zusatzpumpen vorteilhafterweise leistungsschwächer ausführbar. Dies resultiert aus der Tatsache, dass der Sekundärdruckkreislauf von der Zusatzpumpe bei nicht ausreichendem Fördervolumen der Getriebehauptpumpe nicht über die durch unerwünscht hohe hydraulische Verluste gekennzeichnete hydraulische Verbindung über das Druckbegrenzungsventil zu versorgen ist, sondern über die durch einen geringeren hydraulischen Widerstand gekennzeichnete Hydraulikleitung bei geringerer Förderleistung der Zusatzpumpe mit dem erforderlichen Hydrau- likfluidvolumen beaufschlagbar ist.
Da die Zusatzpumpe bei dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Zusatzpumpen zur Erfüllung der Ma- ximalanforderung, welche bei einer Anfahrt mit einer Grenzsteigung von 30% erreicht wird, leistungsschwächer ausbildbar ist, ist die Zusatzpumpe über einen Anschluss an eine 24-Volt-Batterie, z. B. eine 24-Volt-Starterbatterie, betreibbar. Die Zusatzpumpe ist somit im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen kleiner, kostengünstiger und mit einem geringeren Bauraumbedarf ausführbar. Eine ausreichende Versorgung der Zusatzpumpe über eingangs erwähnte Doppelschichtkondensatoren ist somit in allen Betriebszuständen möglich, da eine reduzierte Spannung der Doppelschichtkondensatoren nach einem durch eine längere Standzeit oder durch einen Servicefall ausgelösten Entladevorgang der Doppelschichtkondensatoren für den Betrieb der im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Zusatzpumpen kleiner dimensionierten Zusatzpumpe des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ausreichend hoch ist.
Zum wahlweisen Sperren oder Freigeben der die Zusatzpumpe mit dem Sekundärkreislauf verbindenden Hydraulikleitung ist die Hydraulikleitung bei einer konstruktiv einfachen Ausführung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems mit einem zwischen der Zusatzpumpe und dem Sekundärdruckkreislauf angeordneten Umschaltventil ausgebildet, welches betriebszustandsabhängig zwischen einem die Hydraulikleitung freigebenden Zustand und einem die zweite Hydraulikleitung sperrenden Zustand umschaltbar ist.
Ein ohne elektrische Ansteuerung mögliches Umschalten des Umschaltventils zwischen dem die Hydraulikleitung freigebenden Zustand und dem die Hydraulikleitung sperrenden Zustand kann dadurch erreicht werden, dass das Umschaltventil in Abhängigkeit eines Hauptdruckes des Primärdruckkreislaufes betätigt wird. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass das Umschaltventil bei einem Hauptdruck kleiner oder gleich als ein vordefinierter Schwellwert die die Zusatzpumpe mit dem Sekundärdruckkreislauf verbindende Hydraulikleitung sperrt und bei einem Hauptdruck größer als der Schwellwert die Hydraulikleitung im Bereich zwischen der Zusatzpumpe und dem Sekundärdruckkreislauf freigibt.
Bei einer eine größere Flexibilität bei der Umschaltung des Umschaltventils zwischen dem die Hydraulikleitung sperrenden Zustand und dem die Hydraulikleitung freigebenden Zustand ermöglichenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ist das Umschaltventil durch ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil vorgesteuert. Hierdurch ist das Umschaltventil bei einer entsprechenden Vorsteuerung des Magnetventils, welche beispielsweise über ein hydraulisches Steuergerät erfolgt, im Vergleich zu einem in Abhängigkeit des Hauptdruckes des Primärdruckkreislaufes betätigten Umschaltventils auch erst bei Druckwerten größer als der Schwellwert von der die Hydraulikleitung sperrenden in die die Hydraulikleitung freigebende Schaltstellung oder in umgekehrter Richtung umschaltbar.
Bei einer weiteren Ausbildung des Hydrauliksystems ist das Umschaltventil unabhängig vom Hauptdruck des Primärdruckkreislaufes oder eines hierzu äquivalenten Druckwertes durch eine elektrische Ansteuerung, beispielsweise über das elektrische Getriebesteuergerät, zwischen dem die Hydraulikleitung freigebenden Zustand und dem die Hydraulikleitung sperrenden Zustand umschaltbar.
Eine Sperrung der Verbindung zwischen der Druckseite der Zusatzpumpe und des Primärdruckkreislaufes erfolgt bei einer einfachen und kostengünstigen Ausführungsform des Hydrauliksystems nach der Erfindung über ein Rückschlagventil. Die Verbindung wird dann im Bereich des Rückschlagventils bei Vorliegen eines auf der primärkreislaufseitigen Seite des Rückschlagventils wirkenden Hydraulikdrucks größer als ein Hydraulikdruck auf der zusatzpum- penseitigen Seite des Rückschlagventils selbständig gesperrt.
Der im Primärdruckkreislauf vorliegende Druck ist bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform des Hydrauliksystems durch einen mit dem Druckbegrenzungsventil zusammenwirkenden Druckregler mit geringem Steuer- und Regelaufwand einstellbar.
Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hydraulikleitung sowohl in Richtung des Primärdruckkreislaufes als auch in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes gesperrt, wenn der Primärdruckkreis- lauf und der Sekundärdruckkreislauf von der Getriebehauptpumpe ausreichend mit Hydraulikfluid versorgt werden.
Bei einer getriebehauptpumpenseitigen Versorgung des Primärdruckkreislaufes und des Sekundärdruckkreislaufes mit Hydraulikfluid besteht die Möglichkeit, dass der im Sekundärdruckkreislauf vorliegende Hydraulikdruck den von der Zusatzpumpe zur Verfügung gestellten Hydraulikdruck übersteigt und somit von der Zusatzpumpe kein Hydraulikfluid in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes führbar ist. Die Zusatzpumpe ist dann abschaltbar. Durch das Sperren der Hydraulikleitung im Bereich zwischen der Zusatzpumpe und dem Sekundärdruckkreislauf ist eine Leckage des Hydrauliksystems im Bereich der abgeschalteten Zusatzpumpe auf einfache Art und Weise vermieden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zugunsten der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung mit einer Getriebehauptpumpe und einer Zusatzpumpe, wobei die Zusatzpumpe über eine mittels eines Umschaltventils sperrbare Hydraulikleitung direkt mit einem Sekundärdruckkreislauf verbunden ist;
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles des Hydrauliksystems, bei dem das Umschaltventil über ein Magnetventil umschaltbar ist; und Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform des Hydrauliksystems, bei dem das Umschaltventil elektrisch betätigbar ist.
In Fig. 1 ist eine stark schematisierte Darstellung eines Hydrauliksystems 1 einer Getriebeeinrichtung eines Fahrzeugs bzw. eines Fahrzeugantriebsstranges gezeigt, das in an sich bekannter Art und Weise mit einem Hybridantrieb ausgeführt ist. Der Hybridantrieb umfasst ein als Verbrennungsmaschine ausgebildetes Antriebsaggregat, eine elektrische Maschine 6 und eine Getriebeeinrichtung 2. Die Getriebeeinrichtung 2 kann grundsätzlich jedes aus der Praxis bekannte automatisierte Handschaltgetriebe oder Automatgetriebe sein, welches mit hydraulisch ansteuerbaren Schaltelementen, wie reibschlüssigen Schaltkupplungen oder Lamellenbremsen, ausgebildet ist und auch in Nutzkraftfahrzeugen, wie Bussen oder dgl. einsetzbar ist.
In der Getriebeeinrichtung 2 ist ein Kraftschluss mittels den über das Hydrauliksystem 1 hydraulisch ansteuerbaren Schaltelementen herstellbar, wobei die Schaltelemente über einen Primärdruckkreislauf 3 mit Betätigungsdruck beaufschlagbar sind. Eine Kühlung und Schmierung der Schaltelemente und weiterer Baugruppen der Getriebeeinrichtung 2 erfolgt über einen in Bezug auf den Primärdruckkreislauf 3 nachrangig mit Hydraulikfluid versorgten Sekundärdruckkreislauf 8. Ein Systemdruck pHD bzw. ein Hauptdruck des Primärkreislaufes wird über eine vom Antriebsaggregat des Fahrzeuges mechanisch antreibbare und eine Konstantpumpe darstellende Getriebehauptpumpe 4 erzeugt. Die Getriebehauptpumpe 4 ist vorliegend als Innenzahnradpumpe ausgebildet und über eine mechanische Kopplung mit einem Getriebeeingang bzw. einer Turbinenwelle 5 der Getriebeeinrichtung 2 von dem Antriebsaggregat und einen entsprechenden Ladezustand der der elektrischen Maschine 6 zugeordneten elektrischen Energiespeicher vorausgesetzt auch von der elektrischen Maschine 6 antreibbar, wobei der elektrische Antrieb der Getriebehauptpumpe 2 durch einen hohen Bedarf an elektrischer Energie gekennzeichnet ist. Für eine Verbrauchsoptimierung und eine Reduzierung von Schadstoffemissionen des Fahrzeuges ist eine so genannte Motor-Start-Stopp-Funktion vorgesehen, mittels welcher das Antriebsaggregat in vordefinierten Betriebszu- ständen des Fahrzeuges abgeschaltet und bei Vorliegen eines oder mehrerer vordefinierter Startkriterien vorzugsweise über die elektrische Maschine 6 wieder gestartet wird.
So wird das Antriebsaggregat beispielsweise bei aktiviertem Bremslicht und im Fahrzeugstillstand und/oder bei fahrerseitig betätigtem Kupplungspedal selbst während sehr kurzer Stillstandsphasen des Fahrzeuges bei Vorliegen einer Wählhebelposition "D" für Vorwärtsfahrt abgeschaltet und bei Vorliegen verschiedener Startkriterien, wie beispielsweise bei Unterschreiten einer Bremsdruckschwelle, bei einem Lösen der Fahrzeugbremse, bei deaktiviertem Bremslicht, bei einer fahrerseitigen Wählhebelbetätigung in eine Position, in der ein Start des Antriebsaggregates angefordert wird, bei einer Betätigung des Gaspedals größer oder kleiner als ein Schwellwert, bei einer steuersystemseiti- gen Ankündigung eines Startvorganges des Antriebsaggregates, bei Vorliegen einer Abtriebsdrehzahl größer oder kleiner als ein Schwellwert, bei Vorliegen einer vordefinierten Ladebilanz eines elektrischen Speichers des Fahrzeuges oder in Abhängigkeit von Komfortkriterien, wie eine Anforderung zur Klimatisierung der Fahrgastzelle, wieder gestartet.
Zu Beginn eines Zuschaltvorganges des Antriebsaggregates wird die Turbinenwelle 5 der Getriebeeinrichtung 2 vom Antriebsaggregat nur mit geringer Drehzahl angetrieben, weshalb ein von der Getriebehauptpumpe 4 erzeugtes Fördervolumen niedrig ist und für die Erzeugung eines für die Herstellung des Kraftflusses in der Getriebeeinrichtung erforderlichen Hydraulikdrucks im Primärdruckkreislauf 3 nicht ausreicht. Um auch in derartigen Betriebszustän- den eines Fahrzeugantriebsstranges einen zur Versorgung insbesondere des Primärdruckkreislaufes 3 notwendigen Hydraulikdruck sicher zur Verfügung stellen zu können, ist der Getriebeeinrichtung 2 zusätzlich eine von der elektrischen Maschine 6 antreibbare und mit einer von der Drehzahl der Turbinenwelle 5 unabhängigen Förderleistung ausgeführte Zusatzpumpe 7 zugeordnet, mittels der der hydraulische Systemdruck pH D im Primärkreislauf 3 des Hydrauliksystems 1 der Getriebeeinrichtung 2 insbesondere zum Ansteuern der Schaltelemente auch bei abgeschaltetem Antriebsaggregat in gewünschtem Umfang erzeugbar ist.
Maximale Leistungsanforderungen an die Zusatzpumpe 7 ergeben sich während eines Anfahrvorganges eines Fahrzeuges bei gleichzeitiger Zuschal- tung des Antriebsaggregates bzw. der Verbrennungsmaschine und bei einer Grenzsteigung von 30%, wobei hierbei für eine Schmierung und/oder Kühlung einer die elektrische Maschine 6 mit dem Antriebsaggregat bei entsprechender Übertragungsfähigkeit koppelnden ISG-Kupplung ein Fördervolumenstrom von 50 Liter pro Minute und ein Hydraulikdruck von 18 bar für eine Drehmomentübertragung eines Verbrennungsmoments erforderlich sind.
Die Getriebehauptpumpe 4 stellt bei einem reinen elektromaschinensei- tigen Antrieb, etwa bei einer Getriebeeingangsdrehzahl oberhalb von 400 Umdrehungen pro Minute den zur Versorgung des Primärdruckkreislaufes erforderlichen hydraulischen Systemdruck pHD und oberhalb von etwa 1000 Umdrehungen pro Minute den zur Versorgung des Sekundärdruckkreislaufes 8 erforderlichen Hydraulikfluidvolumenstrom bereit.
Eine Druckseite der Getriebehauptpumpe 4 und eine Druckseite der Zusatzpumpe 7 sind stromab mit einem Druckbegrenzungsventil 9 verbunden, wobei ein elektrisch ansteuerbarer Druckregler 10 zur Einstellung des im Primärdruckkreislauf 3 vorliegenden Systemdrucks pHD mit dem Druckbegrenzungsventil 9 zusammenwirkt. Das Druckbegrenzungsventil 9 ist dabei zwischen den Druckseiten der Getriebehauptpumpe 4 und der Zusatzpumpe 7 und dem Sekundärdruckkreislauf 8 angeordnet, wobei das Druckbegrenzungsventil 9 bei Erreichen eines über den Druckregler 10 einstellbaren Schwellwerts des Systemdrucks pHD eine Verbindung mit dem Sekundärdruckkreislauf 8 zumindest teilweise freigibt und der Sekundärkreislauf 8 über diesen hydraulischen Pfad mit Hydraulikfluid versorgt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass zunächst eine ausreichende Versorgung des Primärdruckkreislaufes 3 mit Hydraulikfluid gewährleistet ist, bevor auch der Sekundärdruckkreislauf 8 mit Hydraulikfluid versorgt wird.
Die Druckseite der Zusatzpumpe 7 ist zusätzlich über eine in Richtung des Primärdruckkreislaufes 3 und des Sekundärdruckkreislaufes 8 sperrbare und das Druckbegrenzungsventil 9 umgehende Hydraulikleitung L1 direkt mit dem Sekundärdruckkreislauf 8 in Wirkverbindung bringbar. Ein in der Hydraulikleitung L1 angeordnetes Umschaltventil 1 1 ist dabei zwischen einer die Druckseite der Zusatzpumpe 7 mit dem Sekundärdruckkreislauf 8 verbindenden Schaltstellung und einer die Druckseite der Zusatzpumpe 7 vom Sekundärdruckkreislauf 8 trennenden Schaltstellung umschaltbar.
Zwischen der Zusatzpumpe 7 und dem Primärdruckkreislauf 3 ist die Hydraulikleitung L1 mittels eines Rückschlagventils 12 sperrbar, wobei das Rückschlagventil 12 die Hydraulikleitung L1 in Richtung des Primärdruckkreislaufes 3 freigibt, wenn ein zusatzpumpenseitiger Druck in der Hydraulikleitung L1 , der durch ein entsprechendes Fördervolumen der Zusatzpumpe 7 erzeugt wird, größer ist als der hydraulische Systemdruck pHD auf der dem Primärdruckkreislauf 3 zugewandten Seite des Rückschlagventils 12. Das Rückschlagventil 12 sperrt die Hydraulikleitung L1 zwischen der Zusatzpumpe 7 und dem Primärdruckkreislauf 3, wenn der in der Hydraulikleitung L1 in dem der Zusatzpumpe 7 zugewandten Teil vorliegende Hydraulikdruck kleiner ist als der hydraulische Systemdruck pHD, der in Bezug auf das Rückschlagventil 12 in dem der Zusatzpumpe 7 abgewandten Bereich der Hydraulikleitung L1 anliegt. Bei Vorliegen eines Betriebszustandes des Fahrzeugantriebsstranges, in dem die Getriebehauptpumpe 4 einen zur Versorgung des Primärdruckkreislaufes 3 ausreichenden hydraulischen Systemdruck pHD noch nicht bereitstellt, wird von der Zusatzpumpe 7 über das Rückschlagventil 12 Hydraulikfluid in Richtung des Druckbegrenzungsventils 9 gefördert, wobei sich das Umschaltventil 1 1 hierbei in seiner die Hydraulikleitung L1 in Richtung des Sekundärkreislaufes 8 sperrenden Schaltstellung befindet. Durch das von der Zusatzpumpe 7 bereitgestellte Hydraulikfluidfördervolumen wird der Primärdruckkreislauf 3 mit Hydraulikfluid versorgt, wobei über die Zusatzpumpe 7 und das Druckbegrenzungsventil 9 bei nicht ausreichend fördernder Getriebehauptpumpe 4 im Primärkreislauf 3 vorliegend ein hydraulischer Systemdruck pHD von 18 bar bei einem Fördervolumen von 10 Liter pro Minute eingestellt wird.
Der Sekundärdruckkreislauf 8 wird während dieses Betriebszustandes über das Druckbegrenzungsventil 9 noch nicht oder nur unwesentlich mit Hydraulikfluid versorgt. Die während eines Anfahrvorganges des Fahrzeuges in den Schaltelementen der Getriebeeinrichtung 2 anfallende und in Wärmeenergie umgewandelte Reibarbeit wird zunächst im Stahlvolumen der Schaltelemente gespeichert, so dass die Schaltelemente eine Betriebstemperatur, ab welcher diese zu kühlen sind, noch nicht erreicht haben und eine Versorgung des Sekundärdruckkreislaufes 8 noch nicht erforderlich ist.
Bei steigender Drehzahl des Antriebsaggregates bzw. der Turbinenwelle 5 der Getriebeeinrichtung 2 erhöht sich das Fördervolumen der Getriebehauptpumpe 4 und auch der hydraulische Systemdruck pHD im Primärdruckkreislauf 3. In Abhängigkeit eines über den Druckregler 10 einstellbaren und an dem Druckbegrenzungsventil 9 anliegenden Vorsteuerdruckes pRHD wird der Systemdruck pHD im Bereich des Druckbegrenzungsventils 9 eingestellt. Ab Erreichen eines über den Druckregler 10 eingestellten Druckwerts des hydraulischen Systemdrucks pHD wird Hydraulikfluid über das Druckbegrenzungsventil 9 in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes 8 geführt. Mit zunehmend steigender Antriebsleistung des Antriebsaggregates wird der Primärdruckkreislauf 3 von der Getriebehauptpumpe 4 ausreichend mit Hydraulikfluid versorgt. Dann wird der hydraulische Systemdruck pHD im Primärkreislauf über den Druckregler 10 auf eine Umschaltschwelle des Umschaltventils 1 1 angehoben. Dies führt dazu, dass das mit dem hydraulischen Systemdruck pHD beaufschlagte Umschaltventil 1 1 in die die Zusatzpumpe 7 über die Hydraulikleitung L1 mit dem Sekundärdruckkreislauf 8 verbindende Schaltstellung umgeschaltet wird.
Durch die Umschaltung des Umschaltventils 1 1 und die Verbindung der Zusatzpumpe 7 mit dem Sekundärdruckkreislauf 8 fällt der in der Hydraulikleitung L1 vorliegende Druck vom Niveau des Systemdrucks pHD, der in etwa 18 bar entspricht, auf einen Druckwert von vorzugsweise 2 bar ab. Dieser Druckwert entspricht im Wesentlichen dem Gegendruck der Hydraulikleitung L1 und des Sekundärdruckkreislaufs 8. Da der im Primärdruckkreislauf 3 von der Getriebehauptpumpe 4 erzeugte Systemdruck pHD in Bezug auf die Zusatzpumpe 7 stromab des Rückschlagventils 12 dann größer ist als der in Bezug auf die Zusatzpumpe 7 stromauf des Rückschlagventils 12 in der Hydraulikleitung L1 vorliegende Druck, wird die Hydraulikleitung L1 im Bereich des Rückschlagventils 12 gesperrt und es wird von der Zusatzpumpe 7 über das Rückschlagventil 12 in Richtung des Primärdruckkreislaufes 3 kein Hydraulikfluid mehr geführt.. Da der der Zusatzpumpe 7 nunmehr entgegenstehende hydraulische Widerstand auf ein neuntel reduziert ist, ist die Fördermenge der Zusatzpumpe 7 theoretisch um den Faktor 9 anhebbar, um die über den Sekundärdruckkreislauf 8 zu kühlenden und zu schmierenden Schaltelemente ausreichend mit Hydraulikfluid zu versorgen.
Mit zunehmender Antriebsleistung des Antriebsaggregates und einem damit einhergehenden Anstieg der Fördermenge der Getriebehauptpumpe 4 erreicht der Druck im Primärdruckkreislauf 3 Werte, zu den das Druckbegren- zungsventil 9 eine Verbindung zum Sekundärdruckkreislauf 8 zumindest teilweise öffnet und sowohl der Sekundärdruckkreislauf 8 als auch der Primärdruckkreislauf 3 von der Getriebehauptpumpe 4 in gewünschtem Umfang mit Hydraulikfluid versorgt werden. Das bedeutet, dass eine zusätzliche zusatz- pumpenseitige Versorgung des Sekundärdruckkreislaufes 8 über die Hydraulikleitung L1 dann nicht mehr erforderlich ist und die Zusatzpumpe 7 nicht länger von der elektrischen Maschine 6 anzutreiben ist.
Da die Zusatzpumpe 7 in abgeschaltetem Zustand bei im Bereich des Umschaltventils 1 1 geöffneter Hydraulikleitung L1 eine Leckage des Hydrauliksystems 1 darstellt, wird der am Umschaltventil 1 1 anliegende hydraulische Systemdruck pHD des Primärdruckkreislaufes 3 über den Druckregler 10 auf einen Druckwert kleiner als die Umschaltdruckschwelle des Umschaltventils 1 1 eingestellt. Dies führt dazu, dass das Umschaltventil 1 1 in seine die Zusatzpumpe 7 vom Sekundärdruckkreislauf 8 trennende Schaltstellung umschaltet und die Zusatzpumpe 7 vom Sekundärdruckkreislauf 8 trennt sowie ein unerwünschtes Abfließen von Hydraulikfluid im Bereich der Zusatzpumpe 7 in Richtung eines drucklosen Bereiches bzw. eines Ölsumpfes der Getriebeeinrichtung 2 sicher verhindert ist.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 1 , welches sich im Wesentlichen im Bereich des Umschaltventils 1 1 von dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 1 unterscheidet, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 2 lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionalitäten auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen wird.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Hydrauliksystem 1 ist dem Umschaltventil 1 1 ein Magnetventil 13 zugeordnet, über welches der hydraulische Systemdruck pHD des Primärdruckkreislaufes 3 dem Umschaltventil 1 1 betriebszu- standsabhängig zuführbar ist. Das Magnetventil 13 ist dem Umschaltventil 1 1 vorgeschaltet, um das Umschaltventil 1 1 in Abhängigkeit der elektrischen Ansteuerung des Magnetventils 13 und des Systemsdrucks pHD aus seiner die Hydraulikleitung L1 sperrenden in seine die Hydraulikleitung L1 öffnenden Schaltstellung oder in umgekehrter Richtung überführen zu können.
Die Anordnung des Magnetventils 13 bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, das Umschaltventil 1 1 auch bei Druckwerten des hydraulischen Systemsdrucks pHD des Primärdruckkreislaufes 3 größer als die Umschaltdruckschwelle des Umschaltventils 1 1 aus ihrer die Hydraulikleitung L1 freigebenden Schaltstellung in die die Hydraulikleitung L1 sperrende Schaltstellung zu überführen, da die Druckzuführung des Systemdruckes pHD in Richtung des Umschaltventils 1 1 im Bereich des Magnetventils 13 bei entsprechender elektrischer Betätigung des Magnetventils 13 jederzeit sperrbar ist.
Ein drittes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 1 ist in Fig. 3 gezeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 1 unterscheidet sich von den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems 1 wiederum lediglich im Bereich des Umschaltventils 1 1 , welches bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 1 elektrisch zwischen den beiden vorbeschriebenen Schaltstellungen und somit unabhängig vom hydraulischen Systemdruck pHD des Primärdruckkreislaufes 3 und auch ohne zusätzliches Magnetventil umschaltbar ausgeführt ist, um die Zusatzpumpe 7 und den Sekundärdruckkreislauf 8 bedarfsweise miteinander in Wirkverbindung bringen zu können. . Bezuqszeichen
1 Hydrauliksystem
2 Getriebeeinrichtung
3 Primärdruckkreislauf
4 Getriebehauptpumpe
5 Turbinenwelle
6 elektrische Maschine
7 Zusatzpumpe
8 Sekundärdruckkreislauf
9 Druckbegrenzungsventil
10 Druckregler
1 1 Umschaltventil
12 Rückschlagventil
13 Magnetventil
L1 Hydraulikleitung pH D Hauptdruck, hydraulischer Systemdruck pRHD Vorsteuerdruck

Claims

P ate n tan s p rü c h e
1. Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung (2) mit einer Getriebehauptpumpe (4), die mit einem über die Getriebeeinrichtung (2) führbaren Drehmoment antreibbar ist, und mit einer über eine elektrische Maschine (6) antreibbaren Zusatzpumpe (7), mittels welchen ein Primärdruckkreislauf (3) und ein Sekundärdruckkreislauf (8) betriebszustandsabhängig mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind, wobei eine Druckseite der Getriebehauptpumpe (4) und eine Druckseite der Zusatzpumpe (7) stromauf eines zur Einstellung des Hauptdruckes (pHD) des Primärdruckkreislaufes (3) vorgesehenen Druckbegrenzungsventils (9) mit dem Primärdruckkreislauf (3) verbunden sind und das Druckbegrenzungsventil (9) zwischen den Druckseiten der Getriebehauptpumpe (4) und der Zusatzpumpe (7) und dem Sekundärdruckkreislauf (8) angeordnet ist, dadurch ge ke n n ze i c h n et , dass die Druckseite der Zusatzpumpe (7) über eine in Richtung des Primärdruckkreislaufes (3) und des Sekundärdruckkreislaufes (8) sperrbare und das Druckbegrenzungsventil (9) umgehende Hydraulikleitung (L1) mit dem Sekundärdruckkreislauf (8) in Wirkverbindung bringbar ist.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 , dadurch g e ke n n ze i c h n et , dass die Hydraulikleitung (L1 ) ein zwischen der Zusatzpumpe (7) und dem Sekundärdruckkreislauf (8) angeordnetes Umschaltventil (11) aufweist, welches zwischen einem die Hydraulikleitung (L1) freigebenden Zustand und einem die Hydraulikleitung (L1) sperrenden Zustand umschaltbar ist.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, dadurch g e ke n n ze i c h n et , dass das Umschaltventil (11) in Abhängigkeit des Hauptdruckes (pHD) des Primärdruckkreislaufes (3) zwischen einem die Hydraulikleitung (L1) in Richtung des Sekundärkreislaufes (8) freigebenden Zustand und einem die Hydraulikleitung (L1) in Richtung des Sekundärkreislaufs (8) sperrenden Zustand umschaltbar ist.
4. Hydrauliksystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge ke n n ze i c h n et , dass das Umschaltventil (11 ) durch eine elektrische Ansteuerung zwischen dem die Hydraulikleitung (L1) in Richtung des Sekundärkreislaufes (8) freigebenden Zustand und dem die Hydraulikleitung (L1) in Richtung des Sekundärkreislaufes (8) sperrenden Zustand umschaltbar ist.
5. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e - ke n n ze i c h n et , dass das Umschaltventil (11 ) durch ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil (13) vorgesteuert ist.
6. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e - ke n n ze i c h n et , dass eine Verbindung zwischen der Druckseite der Zusatzpumpe (7) und dem Primärdruckkreislauf (3) bei Vorliegen eines Hauptdruckes (pHD) des Primärdruckkreislaufes (3) größer als ein in Bezug auf die Zusatzpumpe (7) stromauf eines Rückschlagventils (12) wirkenden Drucks im Bereich des Rückschlagventils (12) gesperrt ist.
7. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e - ke n n ze i c h n et , dass dem Druckbegrenzungsventil (9) zur Einstellung des Hauptdruckes (pHD) des Primärdruckkreislaufes (3) ein Druckregler (10) zugeordnet ist.
8. Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge ke n n z e i c h n et , dass die Hydraulikleitung (L1) bei einem Fördervolumen der Getriebehauptpumpe (4) kleiner als ein Schwellwert in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes (8) gesperrt sowie in Richtung des Primärdruckkreislaufes (3) geöffnet ist und die Zusatzpumpe (7) den Primärdruckkreislauf (3) mit Hydraulikfluid beaufschlagt, und dass die Hyd- raulikleitung (L1) bei einem Fördervolumen der Getriebehauptpumpe (4) größer oder gleich als der Schwellwert in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes (8) geöffnet sowie in Richtung des Primärdruckkreislaufes (3) geschlossen ist und die Zusatzpumpe (7) den Sekundärdruckkreislauf (8) und die Getriebehauptpumpe (4) zumindest den Primärdruckkreislauf (3) mit Hydraulikfluid beaufschlagt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge ke n n ze i c h n et , dass die Hydraulikleitung (L1) sowohl in Richtung des Primärdruckkreislaufes (3) als auch in Richtung des Sekundärdruckkreislaufes (8) gesperrt ist, wenn der Primärdruckkreislauf (3) und der Sekundärdruckkreislauf (8) von der Getriebehauptpumpe (4) mit Hydraulikfluid versorgt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e ke n n ze i c h n et , dass die Zusatzpumpe (7) in einem Betriebszustand, in dem die Getriebehauptpumpe (4) sowohl den Primärdruckkreislauf (3) als auch den Sekundärdruckkreislauf (8) mit ausreichend Hydraulikdruck versorgt, abgeschaltet ist.
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