DE102005039868A1 - Doppelantriebpumpe mit zwei Ketten und Rollenkupplung und Verfahren - Google Patents

Doppelantriebpumpe mit zwei Ketten und Rollenkupplung und Verfahren Download PDF

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Abstract

Vorgesehen ist ein Pumpsystem für ein Getriebesystem mit einer einzigen Pumpe, die mit einer mechanischen Leistungsquelle und einer elektrischen Leistungsquelle funktional verbunden ist. Die Verbindungen zwischen der Pumpe und der mechanischen Leistungsquelle und der elektrischen Leistungsquelle beinhalten zumindest eine Rollenkupplung, die gestattet, dass nur eine der Leistungsquellen die Pumpe zu irgendeiner gegebenen Zeit antreibt. Außerdem sorgen die funktionalen Verbindungen, die Ketten sein können, dafür, dass die Pumpe und die elektrische Leistungsquelle nicht koaxial mit der Mittelachse des Getriebesystems angeordnet werden können, wie es für einen verbesserten Einbau bevorzugt werden kann. Das Pumpsystem mit zwei Ketten und einer Rollenkupplung ist für Hybridfahrzeuge mit Benzin/Elektroantrieb geeignet, bei denen ein Pumpvorgang notwendig sein kann, wenn der Motor ausgeschaltet ist, und beschränkter Einbauraum im Getriebegehäuse zur Verfügung steht.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 26. August 2004 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung 60/604,818, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit hiermit einbezogen ist.
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Pumpsystem für ein Getriebesystem eines Hybridfahrzeugs mit einer einzigen Pumpe mit zwei Ketten und einer Rollenkupplung.
  • Ein Getriebesystem eines Fahrzeugs ist mit einer Pumpe ausgestattet, um Fluid zuzuführen, um Fahrzeugkupplungen zu speisen sowie für eine Schmierung und Kühlung für die Getriebesysteme zu sorgen. In vielen früheren Pumpsystemen liefert der Fahrzeugmotor Leistung an eine Pumpe, und folglich sind die Systeme nur betreibbar, wenn der Motor läuft. Bei diesen früheren Systemen besteht keine mechanische Möglichkeit, die Hydraulikpumpe laufen zu lassen, wenn der Motor nicht läuft. Es gibt jedoch Situationen, in denen der Motor ausgeschaltet ist, Fahrzeugeinrichtungen aber in Bewegung sind, wie zum Beispiel wenn eine Batterie ein Hybridfahrzeug mit Elektro/Benzinantrieb speist. Ein weiteres früheres Verfahren, um für einen Pumpvorgang zu sorgen, wenn der Motor nicht läuft, besteht darin, eine separate Pumpe für jede Leistungsquelle statt eine einzige Pumpe einzubauen, die von mehreren Leistungsquellen betrieben werden kann. Beispielsweise ist in einem System mit mehreren Pumpen für ein Hybridfahrzeug mit Benzin/Elektroantrieb, wenn der Motor läuft, eine erste Pumpe tätig, um Fluid durch das System zu treiben, und eine zweite Pumpe ist nicht in Betrieb; wenn aber das Fahrzeug elekt risch angetrieben wird, ist die erste Pumpe nicht in Betrieb, und die zweite Pumpe arbeitet. Diese Lösung erfordert jedoch wegen der zusätzlichen Pumpe oder Pumpen, die erforderlich ist oder sind, einen größeren Einbauraum als ein herkömmliches System mit einer Pumpe. Es besteht ein Bedarf an einem Pumpsystem für ein Fahrzeug, das sowohl arbeitet, wenn der Motor läuft, als auch, wenn das Fahrzeug durch andere Leistungsquellen wie zum Beispiel eine Elektrobatterie oder einen Elektromotor angetrieben wird, während die Einbauanforderungen an das System ebenso eingehalten oder verbessert werden.
  • Ein elektromechanisches Getriebe ist in der gemeinsam übertragenen, am 03. März 2005 eingereichten US-Patentanmeldung mit Seriennummer 11/071,406 mit dem Titel "Electrically Variable Transmission with Selective Fixed Ratio Operation", Holmes et al., beschrieben und in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierdurch einbezogen.
  • Das Pumpsystem der vorliegenden Erfindung ist eine dual angetriebene Pumpe mit zwei Ketten und einer Rollenkupplung. Das System liefert Fluiddruck in einem Getriebesystem für ein Fahrzeug, das von mehr als einer Leistungsquelle angetrieben werden kann, wie zum Beispiel ein Benzin/Elektrohybridfahrzeug. Die Pumpe ist dafür eingerichtet, Leistung von entweder einer mechanischen Leistungsquelle wie zum Beispiel dem Motor des Fahrzeugs (der ein Verbrennungsmotor sein kann) oder einer elektrischen Leistungsquelle, welche ein Elektromotor oder eine Batterie sein kann, zu empfangen, je nachdem ob das Fahrzeug mechanisch oder elektrisch angetrieben wird. Die Pumpe ist funktional mit sowohl der mechanischen Leistungsquelle als auch der elektrischen Leistungsquelle durch Ketten oder dergleichen verbunden. Eine Rollenkupplung sorgt dafür, dass nur eine der Verbindungen zwischen der Pumpe und der mechanischen Leistungsquelle oder der elektrischen Leistungsquelle zu irgendei ner Zeit operativ bzw. funktionsfähig ist und nur eine der mechanischen Leistungsquelle oder elektrischen Leistungsquelle die Pumpe zu irgendeiner Zeit antreiben kann. Ein derartiges Pumpsystem erfordert nur eine Pumpe für Fahrzeuge, die von mehreren Energiequellen angetrieben werden können. Die dualen Ketten sorgen dafür, dass die Pumpe außerhalb der Achse untergebracht werden kann, wie es für Einbauzwecke praktischer ist und die axiale Länge des Getriebes reduzieren kann. Folglich gestattet eine Pumpe oder ein Verfahren zum Pumpen unter Ausnutzung einer Antriebsverbindung wie zum Beispiel einer Kette, dass der Elektromotor nicht koaxial mit der Mittelachse untergebracht wird, um den Einbau zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst ein Pumpsystem, das zur Verwendung in einem Getriebesystem eines Fahrzeugs mit einer mechanischen Leistungsquelle, einer ersten elektrischen Leistungsquelle und einer zweiten elektrischen Leistungsquelle angepasst ist. Das Pumpsystem enthält eine erste Pumpe, eine erste Verbindungsvorrichtung und eine zweite Verbindungsvorrichtung. Das Pumpsystem ist über die erste Verbindungsvorrichtung mit der mechanischen Leistungsquelle funktional verbunden, und die Pumpe ist über die zweite Verbindungsvorrichtung mit der zweiten elektrischen Leistungsquelle funktional verbunden. Die Pumpe kann von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben werden, wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben wird, und die Pumpe kann von der zweiten elektrischen Leistungsquelle angetrieben werden, wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle angetrieben wird.
  • Die vorliegende Erfindung enthält eine Pumpe, die für die Verwendung in einem Getriebesystem eines Fahrzeugs angepasst ist. Die Pumpe weist eine erste funktionale Verbindung mit einer mechanischen Leistungsquel le und eine zweite funktionale Verbindung mit einer elektrischen Leistungsquelle auf. Die Pumpe kann unabhängig von der elektrischen Leistungsquelle durch die mechanische Leistungsquelle angetrieben werden, und die Pumpe kann unabhängig von der mechanischen Leistungsquelle durch die elektrische Leistungsquelle angetrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zum Pumpen von Fluid in einem Getriebesystem eines Fahrzeugs mit einer mechanischen Leistungsquelle und einer ersten elektrischen Leistungsquelle. Das Verfahren beinhaltet die Schritte: funktionales Verbinden einer Pumpe mit der mechanischen Leistungsquelle und funktionales Verbinden der Pumpe mit einer zweiten elektrischen Leistungsquelle. Das Verfahren beinhaltet ferner ein Liefern von Leistung an die Pumpe von der mechanischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben wird, und Drosseln von Leistung an die Pumpe von der zweiten elektrischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben wird. Das Verfahren beinhaltet auch ein Liefern von Leistung von der zweiten elektrischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle angetrieben wird, und Drosseln von Leistung an die Pumpe von der mechanischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle angetrieben wird.
    •
  • Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird. Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
  • 1 eine fragmentarische seitliche Querschnittansicht des Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 eine fragmentarische Endansicht im Querschnitt des Pumpsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1 veranschaulicht ein Getriebesystem 10 eines Benzin/Elektrofahrzeugs mit einer Mittelachse 14. 2 ist eine Darstellung des Pumpsystems 12 des Getriebesystems 10 von 1. Bezugnehmend auf 1 und 2 umfasst das Pumpsystem 12 eine Pumpe 18, die Fluid zuführt, um die Fahrzeugkupplungen anzutreiben sowie für eine Kühlung und Schmierung für die Getriebesysteme zu sorgen. Die Pumpe 18 ist mit der ersten mechanischen Leistungsquelle oder dem Motor 22 und einer zweiten elektrischen Leistungsquelle oder einem Elektromotor 26 durch eine erste Verbindungsvorrichtung 30 bzw. eine zweite Verbindungsvorrichtung 34 funktional verbunden. Die funktionalen Verbindungen über die erste und zweite Verbindungsvorrichtung 30, 34 können Leistung an die Pumpe 18 entweder direkt von jeder Leistungsquelle 22, 26 liefern oder über Vorrichtungen wie z.B. Riemen oder Ketten wie in 2 veranschaulicht übertragen. Die Verbindungen zwischen der Pumpe 18 und dem Motor 22 und zwischen der Pumpe 18 und dem Elektromotor 26 beinhalten ein Paar Einweg-Rollenkupplungen 28, die erlauben, dass nur der Motor 22 oder der Elektromotor 26 die Pumpe 18 zu irgendeiner Zeit antreibt. Die Rollenkupplung 28 verhindert, dass der Motor 22 und der Elektromotor 26 gleichzeitig versuchen, die Pumpe 18 anzutreiben, was Energie verschwenden und den Verschleiß an Fahrzeugsystemen erhöhen könnte. Wenn der Motor 22 das Fahrzeug antreibt, treibt folglich der Motor 22 die Pumpe 18 über die erste Kette (oder die erste Verbindungsvorrichtung) 30 an, und der Elektromotor 26 liefert keine Leistung an die Pumpe 18 und kann frei drehen. Wenn die erste elektrische Leistungsquelle 20 das Fahr zeug antreibt, treibt ähnlich der Elektromotor 26 das Pumpsystem 12 über die zweite Kette 34 an, und der Motor 22 liefert keine Leistung an die Pumpe 18 und kann frei drehen. Die erste elektrische Leistungsquelle 20 ist entlang der Mittelachse 14 mit dem Motor 22 koaxial.
  • Das Pumpsystem 12 der vorliegenden Erfindung liefert unter Druck gesetztes Fluid wie zum Beispiel Öl, wenn das Benzin/Elektrofahrzeug durch entweder den Motor 22 oder die erste elektrische Leistungsquelle 20 angetrieben wird, ohne eine zusätzliche Pumpe zu erfordern. Die Verwendung der ersten und zweiten Verbindungsvorrichtung 30, 34 ermöglicht, dass die Pumpe 18 und der Elektromotor 26 nicht koaxial mit der Mittelachse 14 untergebracht werden, was für eine verbesserte Einbaulänge innerhalb des Getriebesystems 10 sorgt. Die Platzierung des Elektromotors 26 auf der gleichen Achse wie die Pumpe 18 oder der Motor 22 kann den für das Getriebegehäuse benötigten Einbauraum vergrößern, wohingegen die Platzierung des Elektromotors 26 neben der Achse und eine Verbindung dessen mit der Pumpe 18 mit der zweiten Verbindungsvorrichtung 34 wie zum Beispiel einer Kette die Anforderungen an den Einbauraum minimal hält.
  • Ein Pumpsystem 12, das zur Verwendung in einem Getriebe eines Benzin/Elektrofahrzeugs mit einer mechanischen Leistungsquelle 22 wie zum Beispiel einem Verbrennungsmotor und einer ersten elektrischen Leistungsquelle 20 wie zum Beispiel einem Elektromotor angepasst ist, wird geschaffen. Die erste elektrische Leistungsquelle kann ein Motor/Generator wie zum Beispiel derjenige sein, der in der am 28. Juli 2004 eingereichten, in Gemeinschaftsbesitz befindlichen vorläufigen US-Anmeldung 60/591,748 mit dem Titel "Motor Cooling System" beschrieben ist, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Verweis einbezogen ist und zusätzliche Details im Hinblick auf das Getriebesystem 10 offenbart, in welchem die vorliegende Erfindung implementiert ist. Das Pumpsystem 12 hat eine Pumpe 18, die durch eine erste Verbindungsvorrichtung 30 funktional mit der mechanischen Leistungsquelle 22 verbunden ist und durch eine zweite Verbindungsvorrichtung 34 mit einer zweiten elektrischen Leistungsquelle 26 wie zum Beispiel einem Elektromotor funktional verbunden ist. An den Verbindungen zwischen sowohl der mechanischen Leistungsquelle 22 als auch der zweiten elektrischen Leistungsquelle 26 und der Pumpe 18 befindet sich eine Rollenkupplung 28. Die Rollenkupplung 28 sorgt dafür, dass nur die mechanische Leistungsquelle 22 oder die zweite elektrische Leistungsquelle 26 der Pumpe 18 zu irgendeiner Zeit Leistung zuführen kann. Wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle 22 angetrieben wird, wird die Pumpe 18 durch die mechanische Leistungsquelle 22 angetrieben. Wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle 20 angetrieben wird, wird die Pumpe 18 von der zweiten elektrischen Leistungsquelle 26 angetrieben.
  • Das verbesserte Pumpsystem ist auch in einem Verfahren zum Pumpen von Fluid in einem Getriebesystem 10 eines Benzin/Elektrofahrzeugs verkörpert, das von einer mechanischen Leistungsquelle 22 wie zum Beispiel einem Verbrennungsmotor und einer ersten elektrischen Leistungsquelle 20 wie zum Beispiel einem Elektromotor angetrieben werden kann. Das Verfahren umfasst ein funktionales Verbinden einer Pumpe 18 mit der mechanischen Leistungsquelle 22 und einer zweiten elektrischen Leistungsquelle 26, die ein Elektromotor sein kann. Wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle 22 angetrieben wird, liefert die mechanische Leistungsquelle 22 Leistung an die Pumpe 18, und Leistung von der zweiten elektrischen Leistungsquelle 26 wird von der Pumpe 18 gedrosselt. Wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle 20 angetrieben wird, liefert die zweite elektrische Leistungsquelle 26 Leis tung an die Pumpe 18, und Leistung von der mechanischen Leistungsquelle 22 wird von der Pumpe 18 gedrosselt.
  • Obgleich die besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, erkennt der Fachmann für die Technik, auf die sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen. Vorgesehen ist ein Pumpsystem für ein Getriebesystem mit einer einzigen Pumpe, die mit einer mechanischen Leistungsquelle und einer elektrischen Leistungsquelle funktional verbunden ist. Die Verbindungen zwischen der Pumpe und der mechanischen Leistungsquelle und der elektrischen Leistungsquelle beinhalten zumindest eine Rollenkupplung, die gestattet, dass nur eine der Leistungsquellen die Pumpe zu irgendeiner gegebenen Zeit antreibt. Außerdem sorgen die funktionalen Verbindungen, die Ketten sein können, dafür, dass die Pumpe und die elektrische Leistungsquelle nicht koaxial mit der Mittelachse des Getriebesystems angeordnet werden können, wie es für einen verbesserten Einbau bevorzugt werden kann. Das Pumpsystem mit zwei Ketten und einer Rollenkupplung ist für Hybridfahrzeuge mit Benzin/Elektroantrieb geeignet, bei denen ein Pumpvorgang notwendig sein kann, wenn der Motor ausgeschaltet ist, und beschränkter Einbauraum im Getriebegehäuse zur Verfügung steht.

Claims (14)

  1. Pumpsystem, das zur Verwendung in einem Getriebesystem eines Fahrzeugs mit einer mechanischen Leistungsquelle, einer ersten elektrischen Leistungsquelle und einer zweiten elektrischen Leistungsquelle angepasst ist, wobei das Pumpsystem umfasst: eine Pumpe; eine erste Verbindungsvorrichtung; und eine zweite Verbindungsvorrichtung; wobei die Pumpe über die erste Verbindungsvorrichtung mit der mechanischen Leistungsquelle funktional verbunden ist; die Pumpe über die zweite Verbindungsvorrichtung mit der zweiten elektrischen Leistungsquelle funktional verbunden ist; die Pumpe von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben werden kann, wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben wird; und die Pumpe von der zweiten elektrischen Leistungsquelle angetrieben werden kann, wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle angetrieben wird.
  2. Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungsquelle ein Motor ist.
  3. Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Leistungsquelle und/oder die zweite elektrische Leistungsquelle ein Elektromotor sind/ist.
  4. Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsvorrichtung und/oder die zweite Verbindungsvorrichtung eine Kette sind/ist.
  5. Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe nicht koaxial mit einer Mittelachse des Getriebesystems angeordnet ist.
  6. Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpsystem ferner eine Rollenkupplung aufweist, die mit der ersten Verbindungsvorrichtung und/oder der zweiten Verbindungsvorrichtung verbunden ist.
  7. Pumpe, die zur Verwendung in einem Getriebesystem eines Fahrzeugs angepasst ist, wobei die Pumpe umfasst: eine erste funktionale Verbindung mit einer mechanischen Leistungsquelle; eine zweite funktionale Verbindung mit einer elektrischen Leistungsquelle; wobei die Pumpe unabhängig von der elektrischen Leistungsquelle von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben werden kann; und die Pumpe unabhängig von der mechanischen Leistungsquelle von der elektrischen Leistungsquelle angetrieben werden kann.
  8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungsquelle ein Motor ist.
  9. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistungsquelle ein Elektromotor ist.
  10. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste funktionale Verbindung und/oder die zweite funktionale Verbindung eine Kette sind/ist.
  11. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe nicht koaxial mit einer Mittelachse des Getriebesystems angeordnet ist.
  12. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste funktionale Verbindung und/oder die zweite funktionale Verbindung eine Rollenkupplung umfassen/umfasst.
  13. Verfahren zum Pumpen von Fluid in einem Getriebesystem eines Fahrzeuges mit einer mechanischen Leistungsquelle und einer ersten elektrischen Leistungsquelle, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: funktionales Verbinden einer Pumpe mit der mechanischen Leistungsquelle; funktionales Verbinden der Pumpe mit einer zweiten elektrischen Leistungsquelle; Liefern von Leistung an die Pumpe von der mechanischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben wird; Drosseln von Leistung an die Pumpe von der zweiten elektrischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der mechanischen Leistungsquelle angetrieben wird; Liefern von Leistung an die Pumpe von der zweiten elektrischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle angetrieben wird; und Drosseln von Leistung an die Pumpe von der mechanischen Leistungsquelle, wenn das Fahrzeug von der ersten elektrischen Leistungsquelle angetrieben wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rollenkupplung Leistung an die Pumpe von der mechanischen Leistungsquelle und/oder der zweiten elektrischen Leistungsquelle selektiv liefert oder drosselt.
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