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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Ansteuerung
zweier Aktuatoren, mit einer hydraulischen Druckversorgungseinheit,
die den zwei Aktuatoren gemeinsam zugeordnet ist und die in ihrer
Wirkrichtung umkehrbar ausgebildet ist, so dass je nach Wirkrichtung
jeweils nur einer der Aktuatoren angetrieben wird, wobei jedem Aktuator
eine Ventilanordnung zugeordnet ist, wobei ein hydraulischer Druck,
der jeweils einem der Aktuatoren zugeführt ist, an jene Ventilanordnung
rückgekoppelt
ist, die dem jeweils anderen Aktuator zugeordnet und dazu ausgelegt
ist, die Hydraulikpumpe saugseitig mit einem Ölsumpf zu verbinden.
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Im
Stand der Technik sind unterschiedliche Hydraulikanordnungen bekannt,
die dazu dienen, mit Hilfe von Aktuatoren technische Funktionen
auszuführen.
Beispielhaft werden hydraulische Schaltvorrichtungen genannt, die
dazu dienen, in einem Kraftfahrzeug Kupplungen zu betätigen.
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Bei
herkömmlichen
Kraftfahrzeugen wird die Antriebskraft, also das übertragene
Antriebsmoment, auf beide Räder
einer Achse generell gleich verteilt. Dabei wird das Antriebsmoment
auf die Räder
einer Achse üblicherweise
durch ein mechanisches Differential verteilt. Diese zwischen linkem
und rechtem Antriebsrad angeordneten Differentiale einer angetriebenen
Achse sorgen bei Kurvenfahrt dafür,
dass der Wegunterschied zwischen rechtem und linkem Antriebsrad
ausgeglichen wird. Das Antriebsmoment wird dabei immer zu dem Rad
geleitet, das weniger Antriebskraft auf die Straße übertragen kann.
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Ferner
sind Systeme bekannt, bei denen das auf die Räder zu übertragende Antriebsmoment
variabel verteilt werden kann. Gesteuerte Kupplungen können das
auf ein Rad übertragene
Drehmoment jeweils unabhängig
von dem Rad auf der anderen Seite frei variieren und können so
die Fahrdynamik des Fahrzeuges beeinflussen.
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Durch
die so mögliche
gezielte Verteilung der Drehmomente auf die zwei Räder einer
Achse kann aktiv in das Giermoment des Fahrzeuges eingegriffen werden.
Mit diesem Giermoment kann z. B. einem Untersteuern oder einem Übersteuern
des Fahrzeuges aktiv entgegengewirkt werden. Dadurch kann die Fahrsicherheit
erhöht
werden, insbesondere, wenn dieses System mit einem Vierradantrieb
gekoppelt ist. Derartige Systeme werden auch als Active-yaw-Systeme
bezeichnet.
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Ferner
gibt es Vorrichtungen zur Drehmomentverteilung, bei denen mittels
zweier Kupplungen zwischen dem linken und dem rechten Rad ein Drehzahlfehler
erzeugt wird. Hierdurch kann die aktive Giersteuerung noch verbessert
werden, da der Tatsache Rechnung getragen werden kann, dass das
jeweilige kurvenäußere Rad
eine größere Strecke
zurücklegt
und demgemäß eine höhere Drehzahl
besitzt als das kurveninnere Rad.
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Aus
der
DE 40 17 454 C2 ist
eine solche Vorrichtung zum Steuern der Antriebsleistung eines Kraftfahrzeugs
mit Vierradantrieb bekannt. Das Antriebsmoment kann über zwei
Kupplungen auf die Hinterräder
variabel verteilt werden. Dabei kommen hydraulische Mehrscheibenkupplungen
zum Einsatz, die mittels hydraulischer und elektronischer Steuerung
alternativ mit Hydraulikdruck versorgt werden. Dabei ist eine Hydraulikpumpe über eine
entsprechende schaltbare Ventilanordnung mit den Kupplungen verbunden.
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Ein ähnliches
Konzept zur Regelung der rechts- und linksseitigen Antriebskräfte ist
aus
DE 692 20 921
C2 bekannt.
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Die
aktive Einrichtung einer Drehzahldifferenz zwischen dem linken und
dem rechten Rad erfordert geeignete Übersetzungseinrichtungen wie Radsätze etc.
Diese Übersetzungseinrichtungen
sind so ausgelegt, dass entweder das eine Rad oder aber das andere
Rad eine höhere
Drehzahl besitzen kann, niemals aber beide Räder. Denn Letzteres könnte zu einer
Beschädigung
der Übersetzungseinrichtungen und/oder
zu einer Beschädigung
eines Verteilergetriebes zwischen angetriebenen Achsen eines Allradfahrzeuges
führen.
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Die
bekannten hydraulischen Lösungen
zur Kupplungsansteuerung arbeiten mit angesteuerten Ventilen und
zum Teil mit Druckspeichern. Diese Komponenten bedeuten hohen wirtschaftlichen
Aufwand, einen hohen Platzbedarf im Fahrzeug und ein höheres Gewicht
des Gesamtsystems.
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Aus
WO 2006/00245 ist ein
Hydrauliksystem für
die Steuerung zweier Kupplungen eines Getriebes bekannt, wobei jede
der beiden Kupplungen über einen
Nehmerzylinder verfügt,
und das Hydraulikfluid von einer steuerbaren Pumpeneinheit aus einem
Reservoir über
eine erste Druckleitung dem ersten Nehmerzylinder und über eine
zweite Druckleitung den zweiten Nehmerzylinder zur Verfügung gestellt
wird, wobei eine einzige umsteuerbare Pumpeneinheit mit einem ersten
und einem zweiten Anschluss vorgesehen ist, wobei je nach Förderrichtung
der Pumpe entweder der eine oder andere Anschluss Sauganschluss
und entweder der andere oder der eine Anschluss Druckanschluss ist,
der erste Anschluss über ein
erstes bei positivem Druck schließendes Rückschlagventil mit dem Reservoir
und über
ein zweites bei positivem Druck öffnendes
Rückschlagventil
mit einer ersten Druckleitung in Verbindung steht, der zweite Anschluss über ein
drittes bei positivem Druck schließendes Rückschlagventil mit dem Reservoir und über ein
viertes bei positivem Druck öffnendes Rückschlagventil
mit einer zweiten Druckleitung in Verbindung steht.
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Aus
WO 2005/064187 ist ein
Hydrauliksystem zur Beaufschlagung von zumindest zwei Stellzylindern
für Schaltkupplungen
bekannt, die im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs einsetzbar sind, umfassend
ein Reservoir, eine von einem E-Motor antreibbare Pumpe, die zwischen
zwei Drehrichtungen umsteuerbar ist, jeweils eine Vorlaufleitung
zu jedem der Stellzylinder, jeweils ein Steuerventil in jeder der
Vorlaufleitungen sowie jeweils einen Drucksensor an jeder der Vorlaufleitungen
zwischen dem Steuerventil und dem Stellzylinder, wobei der E-Motor zum
Antreiben der Pumpe in Abhängigkeit
von einem Ausgangssignal des Drucksensors geregelt wird.
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Aus
der
DE 103 44 648
A1 ist eine hydraulische Betätigungsanordnung bekannt mit
zumindest einem Anschluss für
die Druckseite einer Versorgungseinheit für das Hydraulikmedium, zumindest
einem Anschluss für
die Absteuerung des Hydraulikmediums in einen Tank, und mit zumindest
zwei Arbeitszylindern, von welchen zumindest ein Arbeitszylinder
einen Übergang
zwischen einer Druck- und einer Zugphase durchläuft, wobei eine Seite eines
ersten Zylinders unmittelbar mit der Druckseite der Versorgungseinheit
verbunden ist, während
die gegenüberliegende
Seite über
eine absperrbare Leitung in den Takt abgesteuert ist, von welcher
Leitung vor dem Absperrvorgang eine Verbindungsleitung zu einer
Seite des zweiten Zylinders ausgeht, welches Absperrorgan mit einem
Stellungsschalter derart verbunden ist, dass das Absperrorgan im
Wesentlichen während
der Druckphase offen und während
der Zugphase geschlossen ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres hydraulisches
Ansteuerungssystem insbesondere zur Steuerung der Drehmomentverteilung
zwischen zwei angetriebenen Rädern
einer Achse bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einem
Aspekt der Erfindung gelöst
durch eine eingangs genannte Hydraulikanordnung, bei der die Ventilanordnungen als
Wegeventile ausgebildet sind, die die Hydraulikpumpe jeweils in
einer ersten Stellung mit dem jeweiligen Aktuator und in einer zweiten
Stellung mit dem Ölsumpf
verbinden.
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Eine
derartige Vorrichtung stellt eine kompakte und somit kostengünstige hydraulische
Ansteuerung für
zwei Aktuatoren bereit. Es wird eine Antriebsquelle verwendet, um
zwei Aktuatoren zu betreiben. Wegen der Möglichkeit der Wirkrichtungsumkehr
sind aufwändige
Ventilanordnungen zur alternativen Ansteuerung nicht notwendig.
Generell eignet sich die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung zur Verwendung
in Achsantriebseinheiten, bei denen zwischen den Rädern eine
Drehzahldifferenz aktiv eingerichtet werden kann.
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Generell
eignet sich die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung
auch für
Active-yaw-Systeme, bei
denen keine Drehzahldifferenzen eingerichtet werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird die obige Aufgabe gelöst durch
eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilung in einem Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs zwischen zwei angetriebenen Rädern einer
Achse mittels zweier Kupplungen, denen jeweils ein von einer Antriebsquelle
betriebener Aktuator zugeordnet ist, wobei für beide Aktuatoren eine gemeinsame
Antriebsquelle vorgesehen ist, die in ihrer Wirkrichtung umkehrbar ausgebildet
ist, so dass je nach Wirkrichtung jeweils nur einer der Aktuatoren
angetrieben wird, wobei die Antriebsquelle als elektrische Energiequelle
ausgebildet ist, und wobei die Aktuatoren als elektromagnetische
Aktuatoren ausgeführt
sind.
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Eine
derartige Vorrichtung stellt eine kompakte und somit kostengünstige Steuerung
der Drehmomentverteilung auf die Räder einer Antriebsachse in
einem Antriebsstrang bereit. Dies gelingt dadurch, dass eine einzelne
Antriebsquelle verwendet wird, um zwei Aktuatoren und damit verbundenen
Kupplungen zu betreiben.
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In
einer alternativen Ausführungsform
wird die Vorrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilung in einem
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen zwei angetriebenen
Rädern
einer Achse mittels zweier Kupplungen, mit einer Hydraulikanordnung
zur Ansteuerung von zwei Aktuatoren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
ausgeführt.
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Dadurch
können
die Vorteile eines Hydraulikkreises, also die effiziente Kraftübertragung,
mit den zuvor genannten Vorteilen einer gemeinsamen Antriebsquelle,
die in ihrer Wirkrichtung umkehrbar ausgebildet ist, genutzt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
ersten Aspektes der Erfindung ist die Druckversorgungseinheit als
Hydraulikpumpe ausgeführt.
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Dies
bietet den Vorteil der einfachen und effizienten Kraftübertragung
von der Druckversorgungseinheit zu den Aktuatoren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Hydraulikpumpe als bidirektionale Hydraulikpumpe ausgebildet,
bei der Druck- und Saugseite vertauschbar sind.
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Diese
Ausführungsform
bietet den besonderen Vorteil, dass zu einem Zeitpunkt nur eine
Kupplung aktiviert sein kann. Somit wird der in einer besonderen
Ausführungsform
sicherheitstechnisch kritische Fall einer gleichzeitigen Aktivierung
zweier Kupplungen systembedingt ausgeschlossen.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
wird die Druckversorgungseinheit durch einen Elektromotor angetrieben,
wodurch eine besonders genaue Ansteuerung der Druckversorgungseinheit
möglich
ist.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die Umkehr der Wirkrichtung der Antriebsquelle
durch Drehrichtungsumkehr des Elektromotors erfolgt.
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Durch
diese Ausführungsform
ist eine besonders schnelle Ansteuerung und eine besonders schnelle
Drehrichtungsumkehr der Antriebsquelle möglich.
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Ferner
ist es insgesamt vorteilhaft, wenn der Elektromotor von einer elektrischen
Steuereinheit gesteuert wird, um auch komplexe Regelungsabläufe zu realisieren.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
wird der von der Hydraulikpumpe erzeugte hydraulische Druck von
Druckaufnehmern gemessen, um die Aktuatoren gut ansteuern zu können.
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Insgesamt
ist es von besonderem Vorteil, wenn der von der Hydraulikpumpe erzeugte
hydraulische Druck mittels einer elektrischen Steuereinheit geregelt
wird.
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Dies
bietet die Möglichkeit,
in die Kraftübertragung
von Druckversorgungseinheit auf die Aktuatoren, die über den
hydraulischen Druck erfolgt, direkt einzugreifen.
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Es
ist dabei von Vorzug, wenn der von der Hydraulikpumpe erzeugte hydraulische
Druck mittelbar über
die Drehzahl des Elektromotors geregelt wird. Dies ist kostengünstig mittels
Drehzahlsensoren möglich.
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Von
besonderem Vorteil ist es dabei, wenn der von der Hydraulikpumpe
erzeugte hydraulische Druck mittelbar über das Drehmoment des Elektromotors
geregelt ist.
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Dies
ist von besonderem Vorteil, da das Drehmoment des Elektromotors
in der Regel direkt proportional zum erzeugten hydraulischen Druck
ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird der von der Hydraulikpumpe erzeugte hydraulische Druck mittelbar über den
elektrischen Strom des Elektromotors geregelt.
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Diese
Regelung ist von Vorteil, da der elektrische Strom des Elektromotors
mit geringem technischen Aufwand erfassbar und steuerbar ist und
proportional zu dem Drehmoment des Elektromotors ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die Hydraulikpumpe mit zwei symmetrischen Hydraulikkreisen verbunden.
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Hierdurch
ist eine besonders einfache Regelung der Hydraulikanordnung möglich.
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In
einer weiteren Ausführungsform
sind die Aktuatoren als Kolben/Zylindereinheiten ausgeführt.
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Diese
Variation ermöglicht
es effizient, den hydraulischen Druck, der von der Hydraulikpumpe erzeugt
wird, auf beispielsweise eine Kupplung zu übertragen.
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Bevorzugter
Weise sind die Ventilanordnungen hydraulisch direkt betätigbar ausgeführt, wodurch
beispielsweise auf eine elektrische Steuerung und damit verbundene
elektromagnetische Wandler verzichtet werden kann.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
verbinden die Ventilanordnungen in Ruhestellung die Hydraulikpumpe
mit den Aktuatoren.
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Durch
diese Variation wird der von der Hydraulikpumpe erzeugte hydraulische
Druck schnell an die Aktuatoren übertragen,
ohne durch zeitaufwendige Schaltvorgänge verzögert zu werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Variation der Erfindung schaltet der
rückgekoppelte
hydraulische Druck die jeweilige Ventilanordnung in die zweite Stellung,
so dass die Hydraulikpumpe mit dem Ölsumpf verbunden ist.
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Auch
durch diese Variation kann auf eine elektronische Steuerung oder
Regelung und die damit verbundenen zusätzlichen Aktuatoren verzichtet werden.
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Bevorzugterweise
ist der zum Schalten der Wegeventile notwendige hydraulische Druck
geringer als der den Aktuatoren zur Ansteuerung zugeführte hydraulische
Druck.
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Hierdurch
wird erreicht, dass schon bei einem sehr geringen Anstieg des hydraulischen Drucks
in einem der Hydraulikkreise die Hydraulikpumpe saugseitig mit dem Ölsumpf verbunden
wird und dadurch mit Hydrauliköl
in hinreichender Menge versorgt wird.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die elektrische Energieverteilung
auf die elektromagnetischen Aktuatoren von einer elektrischen Steuereinheit
gesteuert wird.
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Dadurch
wird ermöglicht,
dass auch sehr komplexe Regelvorgänge realisiert werden können.
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Insgesamt
kann folglich eine Achsbaugruppe für eine Achse eines Kraftfahrzeugs
realisiert werden, die zwei angetriebene Räder aufweist, mit Mitteln zur
Erzeugung einer Drehzahldifferenz zwischen den Rädern, die zwei Kupplungen aufweisen,
die alternativ betätigbar
sind, und mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilung
auf die Räder gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung.
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Diese
Achsbaugruppe kann mit einer Kupplungsanordnung realisiert sein,
wobei die Kupplungen durch Aktuatoren betrieben werden und die Aktuatoren über eine
Hydraulik und eine bidirektionale Hydraulikpumpe alternativ mit
hydraulischem Druck versorgt werden. Die Kupplungen können sowohl
als Trockenkupplungen als auch als nass laufende Kupplungen realisiert
sein. Bei dieser Hydraulikanordnung ist es denkbar, dass die Hydraulikpumpe
direkt mit den Aktuatoren verbunden ist.
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Ferner
können
die Aktuatoren über
Ventilanordnungen mit der Hydraulikpumpe verbunden sein.
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Erfindungsgemäß können auch
elektromagnetische Kupplungen zum Einsatz kommen, die von einer
elektrischen Energiequelle versorgt werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist ebenfalls denkbar, dass das System teilweise oder vollständig als
pneumatisches System ausgeführt wird.
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Weiterhin
ist anzumerken, dass die Drehmomentverteilungsvorrichtung auch zur
Verteilung des Antriebsmomentes zwischen zwei angetriebenen Achsen
dienen kann.
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Eine
alternative Ausgestaltung der Hydraulikanordnung kann zur Ansteuerung
zweier Kupplungen in einem Doppelkupplungsgetriebe dienen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
und eine Hydraulikanordnung zur Kupplungsansteuerung nicht gemäß der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung;
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3 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform zur Ansteuerung
zweier Kupplungen mit einer elektrischen Energiequelle;
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4 eine
schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug
gemäß einer
besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist
ein Antriebsstrang generell mit 10 bezeichnet, der eine
Achsbaugruppe beinhaltet, die generell mit 11 bezeichnet
ist. Eine nicht erfindungsgemäße Hydraulikanordnung
zur Drehmomentverteilung ist bei 12 schematisch dargestellt.
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Der
Antriebsstrang 10 dient zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs,
insbesondere eines Personenkraftwagens mit mindestens zwei Achsen 14, 16,
von denen hier beispielhaft zwei Achsen 14, 16 angetrieben
sind. Die Hinterachse 14 ist über eine Kardan welle 18 und
ein Getriebe 20 mit einem Motor 22 verbunden.
Die Achsbaugruppe 11 ist Teil der Hinterachse 14.
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Die
Hinterachse 14 weist zwei Antriebsräder 24, 26 auf,
und die Vorderachse 16 weist zwei Antriebsräder 28, 30 auf.
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Die
Achsbaugruppe 11 der Hinterachse 14 weist zwei
Kupplungen 32, 34, zwei Drehzahldifferenzeinrichtungen 36, 38 und
ein Differential 40 auf, die zur Drehmomentenverteilung
des Antriebs auf zwei Räder 24, 26,
der Achse 14 und zur Erzeugung eines Drehzahlfehlers zwischen
den Rädern 24, 26 dienen.
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Die
Achsbaugruppe 11 dient folglich als „Active-yaw” oder „Torque-vectoring”-System, mittels dessen
das Giermoment um die Hochachse des Kraftfahrzeugs aktiv beeinflusst
werden kann. Die gezeigte Darstellung ist insoweit lediglich beispielhaft zu
verstehen. Achsbaugruppen zur aktiven Beeinflussung des Giermomentes
mittels Einrichtung einer Drehzahldifferenz zwischen den Rädern einer
Achse können
auch auf beliebige andere Art ausgestaltet sein. Gemeinsam ist diesen
Systemen häufig,
dass sie zwei Kupplungen (wie die Kupplungen 32, 34) aufweisen,
die dazu dienen, die Drehzahl des zugeordneten Antriebsrades relativ
zu dem anderen Antriebsrad zu erhöhen (oder auch zu verringern,
je nach Sichtweise).
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Bei
der Achsbaugruppe 11 der 1 wird das
Antriebsmoment des Motors 22 (beispielsweise eines Verbrennungsmotors)
von dem Differential 40 in an sich üblicherweise auf die zwei Räder 24, 26 verteilt,
wobei das Differential 40 ein „passives” mechanisches Differential
sein kann.
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Sofern
beispielsweise die Drehzahl des Rades 24 erhöht werden
soll, wird die zugeordnete Kupplung 32 geschlossen, so
dass eine Verbindung zwischen der Kardanwelle 18 und dem
angetriebenen Rad 24 über
die zugeordnete Drehzahldifferenzeinrichtung 36 eingerichtet
wird.
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Das
andere Rad 26 erhält
dabei Antriebsleistung nach wie vor ausschließlich über das Differential 40,
das auch den bewusst eingerichteten Drehzahlfehler ausgleicht.
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Da
sich das Rad 24 in der Folge schneller dreht als das Rad 26,
kann eine Kurvenfahrt nach links aktiv unterstützt werden. Mit anderen Worten kann
das Giermoment in dieser Richtung aktiv mittels der Kupplung 32 beeinflusst
werden.
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Die
Kupplung 32 kann dabei als eine Art Schaltkupplung ausgebildet
sein, die den Drehzahlfehler einrichtet oder nicht einrichtet. Die
Kupplung 32 kann jedoch auch als regelbare Kupplung ausgebildet
sein, die einen Drehzahlfehler über
ihren Schlupf variabel einstellen kann.
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Die
zwei Kupplungen 32, 34 werden dabei ausschließlich alternativ
angesteuert.
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Andere
Active-yaw-Systeme verwenden keine Drehzahldifferenzeinrichtungen,
sondern verwenden anstelle eines mechanischen Differentials 40 zwei
Reibkupplungen, mittels derer die jedem angetriebenen Rad zugeteilte
Antriebsleistung individuell eingestellt werden kann. Auch bei diesen
Achsbaugruppen werden zwei Kupplungen verwendet, die alternativ
angesteuert werden.
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Die
folgende Beschreibung der Ausführungsform
der 1 soll daher für
diese Gattung von Achsbaugruppen lediglich exemplarisch verstanden werden.
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Die
Kupplungen 32, 34 der Achsbaugruppe 11 werden
von einem jeweiligen Aktuator 46, 48 der Hydraulikanordnung
zur Steuerung der Drehmomentverteilung geöffnet bzw. geschlossen.
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Die
Aktuatoren 46, 48 sind über hydraulische Verbindungsleitungen 50, 52 mit
einer Hydraulikpumpe 54 zur Versorgung mit hydraulischem
Druck verbunden. Die Hydraulikpumpe 54 ist durch einen
Elektromotor 56 angetrieben, der über eine elektrische Steuereinheit 58 gesteuert
ist.
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Die
Hydraulikpumpe 54 ist als bidirektionale Hydraulikpumpe
ausgebildet und kann somit in Abhängigkeit ihrer Drehrichtung
alternativ über
die hydraulische Verbindungsleitung 52 den Aktuator 48 mit
hydraulischem Druck versorgen oder über die hydraulische Verbindungsleitung 50 den
Aktuator 46 mit hydraulischem Druck versorgen. Die Hydraulikpumpe 54 wird
vom Elektromotor 56 angetrieben und über die Drehrichtung des Elektromotors 56 wird auch
die Drehrichtung der Hydraulikpumpe 54 bestimmt, wodurch
auch bestimmt wird, welche der beiden hydraulischen Verbindungsleitungen 50, 52 mit hydraulischem
Druck versorgt wird, und demnach welcher der beiden Aktuatoren 46, 48 betätigt wird.
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Die
Aktuatoren 46, 48 wirken auf die Kupplungen 32, 34 und
können
diese schließen
bzw. öffnen.
Sofern nun der Elektromotor 56 die Hydraulikpumpe 54 so
antreibt, dass Aktuator 48 über die hydraulische Verbindungsleitung 52 mit
hydraulischem Druck versorgt wird, betätigt Aktuator 48 die
Kupplung 32 im Antriebsstrang 11, so dass in dieser
besonderen Ausführungsform
die Kupplung 32 geschlossen wird und ein höheres Drehmoment
auf das Rad 24 übertragen
wird.
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Sofern
im Antriebsstrang 11 das auf das Antriebsrad 24 übertragene
Antriebsmoment reduziert werden soll und gleichzeitig das auf das
Antriebsrad 26 übertragene
Antriebsmoment erhöht
werden soll, beispielsweise bei einem Fahrtrichtungswechsel, wird
die Drehrichtung des Elektromotors 56 über die elektrische Steuereinheit 58 umgekehrt
und dadurch auch die Drehrichtung der bidirektionalen Hydraulikpumpe 54 geändert. Dadurch
wird erfindungsgemäß Aktuator 46 über die
hydraulische Verbindungsleitung 50 mit hydraulischem Druck
versorgt und schließt
Kupplung 34, so dass ein erhöhtes Antriebsmoment auf das
Antriebsrad 26 übertragen
wird. Gleichzeitig fällt
der hydraulische Druck in der hydraulischen Verbindungsleitung 52 ab,
da in dieser besonderen Ausführungsform
die Hydraulikpumpe 54 das Hydrauliköl aus der hydraulischen Verbindungsleitung 52 absaugt.
Durch den reduzierten hydraulischen Druck in der hydraulischen Steuerleitung 52 wird
die Kupplung 32 von Aktuator 48 geöffnet.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung können
also die Kupplungen 32, 34 durch Drehrichtungsumkehr
des Elektromotors 56 alternativ geöffnet bzw. geschlossen werden
und so kann das auf die Antriebsräder 24, 26 übertragene
Antriebsmoment variiert werden.
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In 2 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
der Hydraulikanordnung 12 zur Steuerung der Drehmomentverteilung
in einem Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeugs gezeigt.
Sie besteht aus zwei symmetrischen Hydraulikkreisen 60, 62,
zwei Aktuatoren 46, 48, die über je eine Hydaulikleitung 64, 66 mit
je einem Wegeventil 68, 70 verbunden sind, die über je eine
hydraulische Verbindungsleitung 72, 74 mit einer
bidirektionalen Hydraulikpumpe 54 verbunden sind. Die bidirektionale
Hydraulikpumpe 54 wird von einem Elektromotor 56 angetrieben.
Die hydraulischen Verbindungsleitungen 72, 74 sind
verbunden mit je einem Druckaufnehmer 76, 78,
die mit einer elektronischen Steuereinheit 58 verbunden
sind.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die Hydraulikleitungen 64, 66 über je eine
hydraulische Steuerleitung 80, 82 mit je einem
Wegeventil 68, 70 verbunden. Die hydraulischen
Steuerleitungen 80, 82 sind so angeordnet, dass
sie je eine Hydraulikleitung 64, 66 mit einem
Wegeventil 68, 70 des gegenüberliegenden, symmetrischen
Hydraulikkreises 60, 62 verbinden.
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Weiterhin
sind die Wegeventile 68, 70 mit je einem Ölsumpf 84, 86 verbunden.
In der beispielhaften Ausführungsform
verbindet z. B. das Wegeventil 68 in einer ersten Stellung
die Druckseite der Hydraulikpumpe 54 mit einem Aktuator 46.
Erfindungsgemäß wird der
Druck in der Hydraulikleitung 64 über die hydraulische Steuerleitung 80 zu
dem Wegeventil 70 des gegenüberliegenden Hydraulikkreises 60 zurückgekoppelt,
wodurch das Wegeventil 70 in eine zweite Stellung umgeschaltet
wird, in der es die Saugseite der Hydraulikpumpe 54 mit
dem Ölsumpf 86 verbindet.
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Erfindungsgemäß ist der
Druck in den hydraulischen Steuerleitungen 80, 82,
der zum Schalten der Wegeventile 68, 70 nötig ist,
wesentlich geringer als der Druck in den Hydraulikleitungen 64, 66, der
zum Betreiben der Aktuatoren 46, 48 notwendig ist.
In einer besonderen Ausführungsform
befinden sich die Wegeventile 68, 70 ohne hydraulischen Druck
in der hydraulischen Steuerleitung 80, 82, also bei
ausgeschalteter Hydraulikpumpe 54, aufgrund Federspannung
in der ersten Stellung (Ruhestellung), so dass sie die Hydraulikpumpe 54 mit
beiden Aktuatoren 46, 48 verbinden.
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Dadurch
ist die Hydraulikpumpe 54 in dieser besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform unabhängig von
ihrer Drehrichtung druckseitig immer mit mindestens einem der Aktuatoren 46, 48 und durch
den rückgekoppelten
Druck, der die Wegeventile 68, 70 in die zweite
Stellung umschaltet, saugseitig immer mit mindestens einem Ölsumpf 84, 86 verbunden.
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In 2 ist
die Hydraulikanordnung 12 so dargestellt, dass die Hydraulikpumpe 54 den
linken Hydraulikkreis 62 mit hydraulischem Druck versorgt.
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Da
das Wegeventil 68 in Ruhestellung die Hydraulikpumpe 54 mit
dem Aktuator 46 verbindet, wird der von der Hydraulikpumpe 54 erzeugte
hydraulische Druck direkt an den Aktuator 46 geleitet. Erfindungsgemäß wird der
hydraulische Druck in der Hydraulikleitung 64 über die
hydraulische Steuerleitung 80 an das Wegeventil 70 zurückgekoppelt
und schaltet dieses aus der Ruhestellung in eine zweite Stellung,
so dass die Hydraulikpumpe 54 saugseitig mit dem Ölsumpf 86 verbunden
wird. In diesem Zustand der Hydraulikanordnung wird der Aktuator 46 durch
den hydraulischen Druck in der Hydraulikleitung 64 betätigt und
schließt
z. B. die Kupplung 34 in 1.
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Wird
nun von der elektrischen Steuereinheit 58 die Drehrichtung
des Elektromotors 56 umgekehrt, so ändert sich auch die Drehrichtung
der Hydraulikpumpe 54. Dadurch werden Druck- und Saugseite
der Hydraulikpumpe 54 vertauscht, so dass der Hydraulikkreis 62 an
der Saugseite der Hydraulikpumpe 54 angeschlossen ist.
Dadurch wird der hydraulische Druck im gesamten Hydraulikkreis 62 reduziert
und somit auch in der hydraulischen Steuerleitung 80. Hierdurch
wird das Wegeventil 70 wieder in die Ruhestellung umgeschaltet,
so dass die Hydraulikpumpe 54 mit dem Aktuator 48 verbunden
ist.
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Gemäß der Drehrichtung
der Hydraulikpumpe wird nun der Hydraulikkreis 60 mit hydraulischem Druck
versorgt, so dass der hydraulische Druck in der hydraulischen Verbindungsleitung 66 ansteigt
und den Aktuator 48 betätigt.
Dadurch steigt auch der hydraulische Druck in der hydraulischen
Steuerleitung 82, wodurch das Wegeventil 68 aus
der Ruhestellung in die zweite Stellung geschaltet wird, so dass
die Hydraulikpumpe 54 mit dem Ölsumpf 84 verbunden wird.
Durch die Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors 56 können so
die Aktuatoren 46, 48 alternativ betätigt werden.
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In 3 ist
eine Ausführungsform
einer elektrischen Steueranordnung dargestellt, die generell mit 91 bezeichnet
ist. Sie dient zur Ansteuerung zweier Kupplungen 32, 34 mittels
einer elektrischen Antriebsquelle 92.
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Die
elektrische Antriebsquelle 92 ist mit zwei Aktuatoren 94, 96 verbunden,
die z. B. die Kupplungen 32, 34 aus 1 betätigen. Die
elektrische Antriebsquelle 92 ist mit einer elektronischen
Steuereinheit 98 verbunden und wird über diese gesteuert.
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Die
elektrische Antriebsquelle 92 kann alternativ den Aktuator 96 oder
den Aktuator 94 betätigen. Da
diese beiden Aktuatoren mit den Kupplungen 32, 34 verbunden
sind, können
die Kupplungen 32, 34 alternativ durch einfache
Wirkrichtungsumkehr der elektrischen Antriebsquelle 92 geöffnet bzw.
geschlossen werden.
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In 4 ist
ein Doppelkupplungsgetriebe 100 eines Kraftfahrzeugs gemäß einer
besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das Doppelkupplungsgetriebe 100 weist
eine Eingangswelle 102 auf, die mit einer ersten Trennkupplung 104 und
einer zweiten Trennkupplung 106 verbunden ist. Die Trennkupplungen 104, 106 werden
in dieser Ausführungsform
von einer erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung 12 oder einer
erfindungsgemäßen elektrischen
Steu eranordnung 91 gesteuert. Die erste Trennkupplung 104 ist weiterhin
mit einer ersten Getriebeeingangswelle 108 verbunden und
die zweite Trennkupplung 106 ist weiterhin mit einer zweiten
Getriebeeingangswelle 110 verbunden. Die Getriebeeingangswellen 108, 110 sind
zwei Teilgetrieben zugeordnet und über jeweilige Radsätze und
Schaltkupplungen 112, 114, die über eine
Steuereinheit 116 gesteuert sind, mit einer Getriebeausgangswelle 118 verbindbar.
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Um
bei einem Doppelkupplungsgetriebe dieser Ausführungsform einen Lastwechsel
zu vollziehen, wird das von der Eingangswelle 102 auf die
Ausgangswelle 118 übertragene
Drehmoment von dem einen Teilgetriebe auf das andere Teilgetriebe übergeben.
Dies wird durch Ein- bzw. Auskuppeln der Trennkupplungen 104 bzw. 106 vollzogen,
die jeweils mit den Getriebeeingangswellen 108, 110 und
der Eingangswelle 102 verbunden sind. Das überschneidende
Ein- bzw. Auskuppeln der Trennkupplungen 104, 106,
die mit den Aktuatoren 46, 48 verbunden sind,
erfolgt in einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung über
die Drehrichtungsumkehr der Hydraulikanordnung 12 der 1 oder 2 bzw.
der elektrischen Steuereinrichtung 91 der 3.
Durch die Drehrichtungsumkehr wird z. B. der hydraulische Druck,
der auf einen der Aktuatoren 46, 48 wirkt, reduziert
und der Druck, der auf den jeweils anderen Aktuator 46, 48 wirkt,
erhöht.
Dadurch wird eine der Trennkupplungen 104, 106 geöffnet und
die andere Trennkupplung 104, 106 geschlossen.