DE102007042888A1 - Hydraulic fluid i.e. oil, supplying device for automatic drive, has pump devices including different conveying characteristic curves, and arranged on common drive shaft which is drivable by electric motor - Google Patents

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Abstract

The device (1) has pump devices (P1-PX) i.e. variable displacement pump, including different conveying characteristic curves, and arranged on a common drive shaft (2). The drive shaft is drivable by an electric motor (3). Pilotable pressure control valves (DB1-DBX) are attached to each pump device on pressure sides. The valves adjust pressures (p-1-p-X) of pressure circuits (K1-KX) which are attached to the pump devices. The pump devices stay in partial connection with different hydraulic reservoirs (4). The pressure circuits are brought in connection with each other by the control valves.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versorgen einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid.The The invention relates to a device for supplying a transmission device with hydraulic fluid.

Aus der Praxis bekannte Getriebeeinrichtungen, wie Automatikgetriebe oder dergleichen, sind mit Pumpeneinrichtungen bzw. Ölpumpen ausgeführt, um die hydraulische Steuerung und in einer Getriebeeinrichtung vorhandene hydraulisch betätigbare Schaltelemente, wie Kupplungen oder Bremsen, mit dem betriebszustandsabhängig angeforderten Betätigungsdruck beaufschlagen zu können.Out the practice known transmission devices, such as automatic transmission or the like, are with pumping devices or oil pumps executed around the hydraulic control and existing in a transmission device hydraulically actuated Switching elements, such as clutches or brakes, with the operating state-dependent requested actuation pressure to be able to act on.

Bei verschiedenen Getriebesystemen besteht die Möglichkeit, dass in ungünstigen Betriebszuständen die betriebszustandsabhängig angeforderten Versorgungs- und Betätigungsdrücke sowie Hydraulikfluidvolumenströme im Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung nicht im gewünschten Umfang zur Verfügung stellbar sind, da eine das Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid versorgende Hauptgetriebeölpumpe nicht ausreichend fördert.at different transmission systems there is a possibility that in unfavorable operating conditions the operating state dependent requested supply and actuating pressures and hydraulic fluid flow rates in the hydraulic system a transmission device not available in the desired extent available are, as a hydraulic system of a transmission device with Hydraulic fluid supplying main transmission oil pump does not sufficiently promotes.

Dies ist besonders bei Hybridfahrzeugen der Fall, wenn die Hauptgetriebeölpumpe von der Verbrennungsmaschine angetrieben wird, die zur Senkung eines Kraftstoffverbrauches während geeigneter Betriebszustände eines Fahrzeuges abgeschaltet wird. Somit ist ein zur Darstellung verschiedener Funktionalitäten einer Getriebeeinrichtung erforderlicher Hydraulikfluidvolumenstrom bzw. ein erforderlicher Betätigungsdruck bei durch eine aktivierte Motor-Start-Stopp-Funktion abgeschalteter Brennkraftmaschine nicht gewährleistet. Des Weiteren ist ein angefordertes Schließen oder Trennen eines als reibschlüssige Kupplung ausgeführten Schaltelementes, welches beispielsweise zwischen einem Elektromotor und einer Verbrennungsmaschine eines Hybridantriebsstranges angeordnet ist, nicht in gewünschter Form umsetzbar.This is particularly the case with hybrid vehicles when the main transmission oil pump of the internal combustion engine is driven, which helps to lower a Fuel consumption during suitable operating conditions of a vehicle is switched off. Thus, one is for presentation various functionalities a transmission device required hydraulic fluid volume flow or a required actuation pressure when switched off by an activated engine start-stop function internal combustion engine not guaranteed. Furthermore, a requested closing or separating is a friction Coupling executed Switching element, for example, between an electric motor and an internal combustion engine of a hybrid powertrain is not in the desired Form implementable.

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass zur Darstellung verschiedener Funktionalitäten einer Getriebeeinrichtung unterschiedliche Anforderungen an den jeweils zur Verfügung stehenden Druck sowie einen Hydraulikfluidvolumenstrom gestellt werden. So kann zur Darstellung eines ersten Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung im Hydrauliksystem ein hoher Druck bei gleichzeitig geringem Hydraulikfluidvolumenstrom angefordert werden, während zur Darstellung eines weiteren Betriebszustandes ein geringer Druck bei gleichzeitig hohem Hydraulikfluidvolumenstrom erforderlich ist.Furthermore there is also the possibility that for representing various functionalities of a transmission device different demands on the available pressure as well as a hydraulic fluid volume flow. So can for representing a first operating state of a transmission device in the hydraulic system, a high pressure with low hydraulic fluid flow rate to be requested while to display a further operating state, a low pressure is required at the same time high hydraulic fluid flow rate.

Um diese Anforderungen mit einer Hauptgetriebeölpumpe umsetzen zu können, ist die Hauptgetriebeölpumpe sowohl für den maximal angeforderten Druck als auch für den maximal geforderten Hydraulikfluidvolumenstrom auszulegen. Eine derart dimensionierte Hauptgetriebeölpumpe ist jedoch nachteilhafterweise durch eine hohe Energieaufnahme gekennzeichnet, welche während eines elektrischen Antriebes, der beispielsweise bei Hybridfahrzeugen bei abgeschalteter Brennkraftmaschine zum Antreiben der Hauptgetriebeölpumpe erforderlich ist wird, elektrische Energiespeicher unerwünscht hoch belastet. Aus diesem Grund ist sowohl der notwendige Energieaufwand während eines elektrischen Betriebes der Hauptgetriebeölpumpe und als auch die für einen elektrischen Betrieb erforderliche Energiespeicherkapazität der elektrischen Energiespeicher nicht sinnvoll darstellbar.Around To be able to implement these requirements with a main transmission oil pump is the main transmission oil pump as well as the maximum requested pressure as well as the maximum required hydraulic fluid flow rate interpreted. Such a sized main transmission oil pump is however disadvantageously characterized by a high energy intake, which during an electric drive, for example, in hybrid vehicles shut down internal combustion engine for driving the main transmission oil pump required is, electrical energy storage undesirable high load. For this Reason is both the necessary energy consumption during electrical operation the main transmission oil pump and as well as for one electrical operation required energy storage capacity of the electrical Energy storage not meaningful representable.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Versorgen einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid zur Verfügung zu stellen, mittels welcher jeweils ein angeforderter Druck sowie ein angeforderter Hydraulikfluidvolumenstrom bei gegenüber herkömmlichen Hauptgetriebeölpumpen reduzierter Antriebsenergie zur Verfügung stellbar ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a device for supplying a transmission device with hydraulic fluid available by means of which a requested pressure as well as a requested hydraulic fluid flow rate compared to conventional Main gearbox oil pump reduced drive energy is available.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention this Task with a device having the features of the claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Versorgen einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid ist mit mehreren Pumpeneinrichtungen ausgebildet, die jeweils unterschiedliche Förderkennlinien aufweisen und auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind, wobei die Antriebswelle von einem Elektromotor antreibbar ist.The inventive device for supplying a transmission device with hydraulic fluid is with formed a plurality of pump devices, each having different Performance curves have and are arranged on a common drive shaft, wherein the drive shaft is driven by an electric motor.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine Anordnung dar, bei der zwei oder mehrere Pumpeneinrichtungen auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Jede dieser Pumpeneinrichtungen ist speziell für den jeweils benötigen Druck und Volumenstrom ausgelegt, wobei der zur Darstellung eines angeforderten Betriebszustandes der Getriebeeinrichtung notwendige Energiebedarf im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Getriebeeinrichtungen reduziert ist, wenn die Pumpen jeweils optimal für ihren besten Betriebspunkt ausgelegt sind.The inventive solution provides an arrangement in which two or more pumping devices are arranged on a common drive shaft, by a Electric motor is driven. Each of these pumping devices is special for the each need Pressure and flow rate designed, the required to represent a requested Operating state of the transmission device necessary energy needs reduced compared to known from practice transmission devices is when the pumps are each optimal for their best operating point are designed.

Die Leistungsaufnahme der Vorrichtung nach der Erfindung ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform im Vergleich zu bekannten Getriebeeinrichtungen, die lediglich mit einer Hauptgetriebeölpumpe ausgeführt sind, weiter reduziert, wenn jeder Pumpeneinrichtung auf ihrer Druckseite jeweils wenigstens ein vorsteuerbares Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist, mittels welchen jeweils ein Druck und/oder ein Hydraulikfluidvolumenstrom in einem einer Pumpeneinrichtung zugeordneten Druckkreis einstellbar ist. Damit besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, den Druck und/oder einen Hydraulikfluidvolumenstrom in einem Druckkreis auf das momentan benötigte Minimum zu reduzieren, womit die diesem Druckkreis zugeordnete Pumpeneinrichtung eine möglichst geringe Leistungsaufnahme aufweist.The power consumption of the device according to the invention is further reduced in an advantageous embodiment compared to known transmission devices which are designed only with a main transmission oil pump, if each pump device is assigned on its pressure side in each case at least one pilot-pressure relief valve, by means of which in each case a pressure and / or a hydraulic fluid volume flow in a pressure circuit associated with a pump device is adjustable. This makes it possible in a simple manner to reduce the pressure and / or a hydraulic fluid volume flow in a pressure circuit to the currently required minimum, whereby the pump device associated with this pressure circuit has the lowest possible power consumption.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Pumpeneinrichtungen mit demselben Hydraulikfluidreservoir verbunden und saugen aus diesem Hydraulikfluid an, während die Pumpeneinrichtungen bei hierzu alternativen Ausführungsformen wenigstens teilweise mit verschiedenen Hydraulikfluidreservoiren in Wirkverbindung stehen und aus unterschiedlichen Hydraulikfluidreservoiren Hydraulikfluid ansaugen.at an advantageous embodiment of the device according to the invention the pump devices are connected to the same hydraulic fluid reservoir and aspirate from this hydraulic fluid while the pump means in this alternative embodiments at least partially with different hydraulic fluid reservoirs are in operative connection and from different Hydraulikfluidreservoiren Aspirate hydraulic fluid.

Insbesondere letztgenannte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dann notwendig, wenn unterschiedliche Fluide zu fördern sind oder an ein und dasselbe zu fördernde fluide Medium stark unterschiedliche Anforderungen, beispielsweise an die Qualität, die Sauberkeit, die Betriebstemperatur und dergleichen bestehen. Dann werden verschiedene Druckkreisläufe bzw. Ölkreisläufe von verschiedenen Pumpeneinrichtungen versorgt.Especially the latter embodiments the device according to the invention are necessary when different fluids are to be promoted or to be promoted to one and the same fluid medium greatly different requirements, for example to the quality, the cleanliness, the operating temperature and the like exist. Then, different pressure circuits or oil circuits of different pumping devices provided.

Darüber hinaus ist es bei einer weiteren hierzu wiederum alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die Pumpeneinrichtungen alle einem gemeinsamen Ölkreislauf zugeordnet sind.Furthermore it is another alternative embodiment for this purpose the device according to the invention provided that the pumping devices all share a common oil circuit assigned.

Um den von einer Pumpeneinrichtung geförderten Hydraulikfluidvolumenstrom und/oder den von einer Pumpeneinrichtung zur Verfügung gestellten Druck an den jeweils angeforderten Hydraulikfluidvolumenstrom bzw. Druck bei gegenüber mit einer herkömmlichen Getriebehauptpumpe ausgeführten Getriebeeinrichtung reduzierter Leistungsaufnahme besser angleichen zu können, ist es bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass wenigstens eine der Pumpeneinrichtungen als Verstellpumpe ausgebildet ist.Around the funded by a pump device hydraulic fluid volume flow and / or the pressure provided by a pump device to the respective requested hydraulic fluid volume flow or pressure at opposite with a conventional one Gearbox main pump running Better match gearbox with reduced power consumption to be able to it is in a further advantageous embodiment of the device according to the invention provided that at least one of the pump devices as a variable displacement pump is trained.

Zusätzlich ist es bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens eine der Pumpeneinrichtungen eine zwei- oder mehrstufige Pumpe ist.In addition is it in a further advantageous embodiment of the device provided according to the invention that at least one of the pump means is a two- or multi-stage pump.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further Advantages and advantageous developments of the invention result from the claims and with reference to the drawings in principle Embodiment.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zum Versorgen einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid, die mehrere Pumpeneinrichtungen umfasst.The only figure of the drawing shows a highly schematic representation a device for supplying a hydraulic fluid to a transmission device, which comprises a plurality of pump devices.

In der Figur ist eine Vorrichtung 1 zum Versorgen einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid dargestellt. Die Vorrichtung umfasst mehrere Pumpeneinrichtungen P1 bis PX, die jeweils unterschiedliche Förderkennlinien aufweisen und auf einer gemeinsamen Antriebswelle 2 angeordnet sind, wobei die Antriebswelle 2 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes der Getriebeeinrichtung von einem Elektromotor 3 angetrieben wird.In the figure is a device 1 shown for supplying a transmission device with hydraulic fluid. The device comprises a plurality of pump devices P1 to PX, each having different delivery characteristics and on a common drive shaft 2 are arranged, wherein the drive shaft 2 depending on the particular operating state of the transmission device of an electric motor 3 is driven.

Jeder Pumpeneinrichtung P1 bis PX ist auf jeder Druckseite jeweils ein vorsteuerbares Druckbegrenzungsventil DB1 bis DBX zugeordnet, mittels welchem jeweils ein Druck p_1 bis p_X in einem einer Pumpeneinrichtung P1 bis PX zugeordneten Druckkreis K1 bis KX einstellbar ist. Die Pumpeneinrichtungen P1 bis PX sind vorliegend mit demselben Hydraulikfluidreservoir verbunden und saugen Hydraulikfluid an, wobei die Pumpendrücke p_1 bis p_X jeweils in Abhängigkeit eines Vorsteuerdruckes p_DB1 bis p_DBX gesteuert eingestellt werden. Von den Pumpen P1 bis PX geförderte Hydraulikfluidvolumenströme Q_1 bis Q_X sind von der Drehzahl des Elektromotors 3 abhängig.Each pump device P1 to PX is assigned on each pressure side in each case a pilot-controlled pressure relief valve DB1 to DBX, by means of which in each case a pressure p_1 to p_X in a pump device P1 to PX associated pressure circuit K1 to KX is adjustable. In the present case, the pump devices P1 to PX are connected to the same hydraulic fluid reservoir and suck in hydraulic fluid, wherein the pump pressures p_1 to p_X are respectively set controlled in dependence on a pilot pressure p_DB1 to p_DBX. Pumped from the pumps P1 to PX hydraulic fluid volume flows Q_1 to Q_X are of the speed of the electric motor 3 dependent.

Die Vorsteuerdrücke p_DB1 bis p_DBX sind in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles unabhängig voneinander einstellbar oder entsprechen einander, um die jeweilig angeforderten Funktionalitäten der zu versorgenden Getriebeeinrichtung bedarfsgerecht darstellen zu können.The pilot pressures p_DB1 to p_DBX are dependent of the respective application independently adjustable or correspond to each other to the respective requested functionalities of represent to be supplied gear device as needed to can.

Die Druckkreise K1 bis KX sind vorliegend separat voneinander ausgeführt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Druckkreise K1 bis KX über weitere nicht näher dargestellte Druckbegrenzungsventile miteinander zu koppeln. Dabei ist jeweils von einem Druckkreis K1 bis KX, in dem ein höherer Arbeitsdruck p_1, p_2 oder p_X vorliegt, Hydraulikfluid in einen Druckkreis K1 bis KX führbar, dessen Arbeitsdruck p_1, p_2 oder p_X niedriger ist.The Pressure circuits K1 to KX are in this case carried out separately from each other. It However, there is also the possibility the pressure circuits K1 to KX over more not closer To connect illustrated pressure relief valves together. there is each of a pressure circuit K1 to KX, in which a higher working pressure p_1, p_2 or p_X is present, hydraulic fluid in a pressure circuit K1 to KX feasible, whose working pressure p_1, p_2 or p_X is lower.

11
Vorrichtungcontraption
22
Antriebswelledrive shaft
33
Elektromotorelectric motor
44
HydrauikfluidreservoirHydrauikfluidreservoir
DB1 bisDB1 to
DBX DruckbegrenzungsventilDBX Pressure relief valve
K1 bisK1 to
KX DruckkreisKX pressure circuit
Q_1 bisQ_1 to
Q_X HydraulikfluidvolumenstromQ_X Hydraulic fluid flow
P1 bisP1 to
PX PumpeneinrichtungPX pump means
p_1 bisp_1 to
p_X Arbeitsdruck eines DruckkreisesP_x Working pressure of a pressure circuit
p_DB1p_DB1
bis p_DBX Vorsteuerdruckto p_DBX Pilot pressure

Claims (9)

Vorrichtung (1) zum Versorgen einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid, dadurch gekennzeichnet , dass mehrere Pumpeneinrichtungen (P1 bis PX) vorgesehen sind, die jeweils unterschiedliche Förderkennlinien aufweisen und auf einer gemeinsamen Antriebswelle (2) angeordnet sind, wobei die Antriebswelle (2) von einem Elektromotor (3) antreibbar ist.Contraption ( 1 ) for supplying a transmission device with hydraulic fluid, characterized in that a plurality of pump devices (P1 to PX) are provided, each having different delivery characteristics and on a common drive shaft ( 2 ) are arranged, wherein the drive shaft ( 2 ) of an electric motor ( 3 ) is drivable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pumpeneinrichtung (P1 bis PX) auf ihrer Druckseite jeweils wenigstens ein vorsteuerbares Druckbegrenzungsventil (DB1 bis DBX) zugeordnet ist, mittels welchen jeweils ein Druck (p_1 bis p_X) in einem einer Pumpeneinrichtung (P1 bis PX) zugeordneten Druckkreis (K1 bis KX) einstellbar ist.Device according to claim 1, characterized in that that each pumping device (P1 to PX) on its pressure side respectively associated with at least one pilot-controllable pressure relief valve (DB1 to DBX) is, by means of which in each case a pressure (p_1 to p_X) in one of a Pump device (P1 to PX) associated pressure circuit (K1 to KX) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtungen (P1 bis PX) mit demselben Hydraulikfluidreservoir (4) verbunden sind und aus diesem Hydraulikfluid ansaugen.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pump means (P1 to PX) with the same hydraulic fluid reservoir ( 4 ) are connected and sucked from this hydraulic fluid. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtungen wenigstens teilweise mit verschiedenen Hydraulikfluidreservoirs in Wirkverbindung stehen und aus diesen Hydraulikfluid ansaugen.Device according to Claim 1 or 2, characterized that the pump means at least partially with different Hydraulic fluid reservoirs are in operative connection and from these hydraulic fluid suck. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pumpeneinrichtung (P1 bis PX) ein separater Druckkreis (K1 bis KX) zugeordnet ist.Device according to one of claims 2 to 4, characterized that each pumping device (P1 to PX) a separate pressure circuit (K1 to KX) is assigned. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einem Druckkreis wenigstens zwei der Pumpeneinrichtungen zuordenbar sind.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least two of the pump devices can be assigned to one pressure circuit. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Druckkreise (K1 bis KX) über ein weiteres Druckbegrenzungsventil miteinander in Verbindung bringbar sind.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized that at least two of the pressure circuits (K1 to KX) via a another pressure relief valve can be connected with each other are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Pumpeneinrichtungen als Verstellpumpe ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the pump devices is designed as a variable displacement pump. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Pumpeneinrichtungen eine zwei- oder mehrstufige Pumpe aufweist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the pump devices is a two-stage or multi-stage pump having.
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