DE102013021343B4

DE102013021343B4 - Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung

Info

Publication number: DE102013021343B4
Application number: DE102013021343.6A
Authority: DE
Inventors: Nico Kronimus; Domenic Neumann; Goran Ogrizovic
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-12-14
Filing date: 2013-12-14
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2033-12-15
Also published as: DE102013021343A1

Abstract

Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einer Anfahr- und/oder Trennkupplung (10), einem Triebkopfkühlmittelsystem (11), das eine hydraulische Steuereinheit (12) umfasst, die einen Kühlmittelstrom (13) wenigstens in die Anfahr- und/oder Trennkupplung (10) aufweist,und zumindest einem Elektromotor (18) mit einem Rotor (19) und einem Stator (20), wobei wenigstens der Rotor (19) wenigstens für seine Kühlung an das Triebkopfkühlmittelsystem (11) angebunden ist,wobei die Steuereinheit (12) zumindest ein Einstellventil (14) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms (13) während eines Betriebs zu verändern,dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuereinheit (12) zumindest ein Abschaltventil (17) aufweist, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Anfahr- und/oder Trennkupplung (10) das Einstellventil (14) von einer Kühlmittelversorgung zu entkoppeln,wobei das Einstellventil (14) und das Abschaltventil (17) kühlmitteltechnisch zwischen dem Rotor (19) und dem Stator (20) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einer Anfahr- und/oder Trennkupplung und einem Triebkopfkühlmittelsystem.
Es sind bereits Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtungen wie zum Beispiel die DE 10 2012 010 322 A1 bekannt, mit einer Anfahr- und Trennkupplung und einem Triebkopfkühlmittelsystem, das eine hydraulische Steuereinheit umfasst, die einen Kühlmittelstrom wenigstens in die Anfahr- und/oder Trennkupplung aufweist.
Aus der gattungsgemäßen US 20070202989 A1 ist darüber hinaus eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einer Anfahr- und/oder Trennkupplung (10), einem Triebkopfkühlmittelsystem (11), das eine hydraulische Steuereinheit (12) umfasst, die einen Kühlmittelstrom (13) wenigstens in die Anfahr- und/oder Trennkupplung (10) aufweist, und zumindest einem Elektromotor (18) mit einem Rotor (19) und einem Stator (20), wobei wenigstens der Rotor (19) wenigstens für seine Kühlung an das Triebkopfkühlmittelsystem (11) angebunden ist, wobei die Steuereinheit (12) zumindest ein Einstellventil (14) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms (13) während eines Betriebs zu verändern.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Wirkungsgrad der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtungen zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einer Anfahr- und/oder Trennkupplung und einem Triebkopfkühlmittelsystem, das eine hydraulische Steuereinheit umfasst, die einen Kühlmittelstrom wenigstens in die Anfahr- und/oder Trennkupplung aufweist.
Es wird ferner davon ausgegangen, dass die Steuereinheit zumindest ein Einstellventil aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms während eines Betriebs zu verändern. Dadurch kann eine Kühlmittelmenge zur Kühlung wenigstens der Anfahr- und/oder Trennkupplung an eine Temperatur eines Kühlmittels angepasst werden, wodurch wenigstens die Anfahr- und/oder Trennkupplung hinsichtlich einer Verlustleistung und einer Kühlleistung mit einer optimierten Kühlmittelmenge versorgt werden kann. Eine Kühlmittelversorgung wenigstens der Anfahr- und/oder Trennkupplung kann optimal an einen Kühlmittelbedarf wenigstens der Anfahr- und/oder Trennkupplung angepasst werden, wodurch unnötige Verluste verhindert werden können. Ferner kann eine Leistungsaufnahme wenigstens einer Kühlmittelpumpe reduziert werden. Es kann eine bedarfsgerechte Kühlmittelversorgung realisiert werden, wodurch ein Wirkungsgrad der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung erhöht und weiter ein Kraftstoffverbrauch eines die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs reduziert werden kann. Weiterhin kann eine Kühlmittelleckage reduziert werden, wodurch ein Kühlmittelhaushalt der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung verbessert werden kann. Unter einem „Kühlmittelstrom“ soll insbesondere ein Volumenstrom des Kühlmittels verstanden werden, der vorzugsweise der Anfahr- und/oder Trennkupplung zugeführt wird, um diese zu kühlen und/oder zu schmieren. Unter der Wendung „die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms verändern“ soll insbesondere verstanden werden, dass ein Temperatureinfluss auf den Kühlmittelstrom in seiner Höhe verändert wird, wobei der Temperatureinfluss vorzugsweise angibt, wie stark sich der Kühlmittelstrom mit der Temperatur des Kühlmittels und/oder mit einer Viskosität des Kühlmittels verändert. Vorzugsweise weist die Anfahr- und/oder Trennkupplung eine Primärseite und eine Sekundärseite auf, die wirkungsmäßig voneinander trennbar oder miteinander verbindbar sind, wobei die Primärseite und die Sekundärseite zumindest teilweise einen Triebkopf der Anfahr- und/oder Trennkupplung bilden, welcher zur Drehmomentübertragung vorgesehen ist. Vorteilhaft sind die Primärseite und die Sekundärseite und damit der Triebkopf der Anfahr- und/oder Trennkupplung zur Kühlung an das Triebkopfkühlmittelsystem angebunden. Die Primärseite und die Sekundärseite weisen vorzugsweise jeweils zumindest eine Kupplungslamelle zur reibschlüssigen Drehmomentübertragung auf. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgebildet, ausgelegt, ausgestattet, ausgestaltet und/oder angeordnet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Weiterhin wird davon ausgegangen, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrang-vorrichtung zumindest einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator aufweist, wobei der Rotor wenigstens zur Kühlung an das Triebkopfkühlmittelsystem angebunden ist, wodurch ein einen Planschverlust verursachender Teil des Elektromotors bedarfsgerecht von der Kühlmittelversorgung entkoppelt werden kann. Vorzugsweise bildet der Rotor einen Triebkopf des Elektromotors. Somit bilden die Primärseite, die Sekundärseite und der Rotor zumindest teilweise einen Triebkopf der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung. Das Triebkopfkühlmittelsystem ist vorteilhaft zur Kühlung des Triebkopfs der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung und damit zumindest der Primärseite, der Sekundärseite und des Rotor vorgesehen. Es kann dadurch ein verlustarmes Hybridkraftfahrzeug bereitgestellt werden, das eine bedarfsgerechte Kühlung seines Triebkopfs aufweist.
Um die Verlustleistung weiter zu reduzieren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest ein Abschaltventil aufweist, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Anfahr- und/oder Trennkupplung das Einstellventil von der Kühlmittelversorgung zu entkoppeln, wobei das Einstellventil und das Abschaltventil kühlmitteltechnisch zwischen dem Rotor und dem Stator angeordnet sind.
Dadurch kann zum einen die Kühlmittelversorgung wenigstens von der Anfahr- und/oder Trennkupplung abgeschaltet werden. Vorteilhaft ist das Abschaltventil dazu vorgesehen, in Abhängigkeit eines Betätigungszustands der Anfahr- und/oder Trennkupplung das Einstellventil von der Kühlmittelversorgung zu entkoppeln. Besonders vorteilhaft ist das Abschaltventil dazu vorgesehen, in Abhängigkeit eines Betätigungsdrucks in der Anfahr- und/oder Trennkupplung das Einstellventil von der Kühlmittelversorgung zu entkoppeln. Zum anderen kann ein zur Kühlung des Stators vorgesehenes Kühlmittel bedarfsgerecht zur Kühlung des Rotors verwendet werden.
Um die Kühlmittelversorgung zu optimieren, wird weiter vorgeschlagen, dass das Einstellventil dazu vorgesehen ist, die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms in Abhängigkeit von zumindest einem Kühlmittelzustandsparameter zu verändern, wodurch die wenigstens in die Anfahr- und/oder Trennkupplung zugeführte Kühlmittelmenge in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmittels und in Abhängigkeit zumindest eines weiteren Zustandsparameters des Kühlmittels bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Einstellventil dazu vorgesehen ist, zur Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms zumindest einen zusätzlichen und/oder alternativen Kühlmittelpfad zu schalten, wodurch die Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit besonders einfach realisiert werden kann. Unter einem „zusätzlichen Kühlmittelpfad“ soll insbesondere ein Kühlmittelpfad verstanden werden, der zusätzlich oder parallel zu einem ursprünglich geschalteten Kühlmittelpfad zugeschaltet wird, wodurch zur Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit zwischen einem und zumindest zwei Kühlmittelpfaden geschaltet werden kann. Unter einem „alternativen Kühlmittelpfad“ soll insbesondere ein Kühlmittelpfad verstanden werden, der alternativ zu einem ursprünglich geschalteten Kühlmittelpfad geschaltet wird, wodurch zur Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit zwischen zumindest zwei hinsichtlich des Temperatureinflusses verschiedenen Kühlmittelpfaden geschaltet werden kann. Unter einem „Kühlmittelpfad“ soll insbesondere ein Strömungsweg für das Kühlmittel verstanden werden, der vorzugsweise zumindest zu einer Kühlstelle führt.
Um die Kühlmittelmenge an einen Bedarf anzupassen, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Einstellventil dazu vorgesehen ist, bei einem hohen Kühlmittelzustandsparameter eine geringe Kühlmitteltemperaturabhängigkeit und bei einem niedrigen Kühlmittelzustandsparameter eine hohe Kühlmitteltemperaturabhängigkeit einzustellen. Dadurch kann realisiert werden, dass die Kühlmittelmenge bei einem niedrigen Kühlmittelzustandsparameter mit der Kühlmitteltemperatur im Vergleich zu einem hohen Kühlmittelzustandsparameter stärker ansteigt. Unter einem „niedrigen Kühlmittelzustandsparameter“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere unterhalb eines Grenzwerts des Kühlmittelzustandsparameters verstanden werden. Unter einem „hohen Kühlmittelzustandsparameter“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere oberhalb eines Grenzwerts des Kühlmittelzustandsparameters verstanden werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Kühlmittelzustandsparameter als ein Kühlmitteldruck ausgebildet ist, wodurch die Kühlmittelmenge zusätzlich zur Kühlmitteltemperatur in Abhängigkeit des Kühlmitteldrucks eingestellt werden kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Getriebeschmier- und/oder Getriebekühlmittelsystem aufweist, das wenigstens zur Kühlung des Stators vorgesehen ist, wodurch die Kühlung des Rotors und die Kühlung des Stators voneinander entkoppelt werden können.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist das Abschaltventil dazu vorgesehen, zur Kühlmittelversorgung des Einstellventils ein Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und/oder Getriebekühlmittelsystem abzuzweigen, wodurch auf eine zusätzliche Kühlmittelpumpe zur Kühlmittelversorgung des Triebkopfs verzichtet werden kann. Ferner kann ein zur Kühlung und Schmierung eines Getriebes vorgesehener Schmier- und Kühlmittel bedarfsgerecht zur Kühlung des Triebkopfs verwendet werden. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:

1 schematisch einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Trennkupplung, einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Triebkopfkühlmittelsystem und
2 einen Schaltplan des Triebkopfkühlmittelsystems.

1 zeigt schematisch einen Kraftfahrzeugantriebsstrang eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang ist als ein Hybridkraftfahrzeugantriebsstrang ausgebildet. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang weist eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor 22 und einem Elektromotor 18 auf. Der Elektromotor 18 weist einen Rotor 19 und einen Stator 20 auf. Der Verbrennungsmotor 22 und der Elektromotor 18 bilden einen parallelen Hybridantrieb aus. Sie sind zum alternativen und zum gemeinsamen Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Kraftfahrzeug kann rein verbrennungsmotorisch, rein elektrisch oder hybridisch angetrieben werden.
Um eine verlustarme rein elektrische Fahrt zu realisieren, weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Trennkupplung 10 auf, die dazu vorgesehen ist, den Verbrennungsmotor 22 und den Elektromotor 18 voneinander zu entkoppeln. Die Trennkupplung 10 ist im Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor 22 und dem Elektromotor 18 angeordnet. Die Trennkupplung 10 weist eine Primärseite 23, die durch mehrere Reiblamellen gebildet ist, und eine Sekundärseite 24, die durch mehrere Reiblamellen gebildet ist, auf. Die Primärseite 23 ist permanent antriebstechnisch an den Verbrennungsmotor 22 angebunden und von dem Elektromotor 18 trennbar. Die Sekundärseite 24 ist permanent antriebstechnisch an den Elektromotor 18 angebunden und von dem Verbrennungsmotor 22 trennbar. In einem geschlossenen Zustand der Trennkupplung 10 sind die Primärseite 23 und die Sekundärseite 24 reibschlüssig miteinander verbunden, wodurch der Verbrennungsmotor 22 und der Elektromotor 18 parallel und damit gleichzeitig an eine Antriebswelle 25 der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung antriebstechnisch angebunden sind. In einem geöffneten Zustand der Trennkupplung 10 sind die Primärseite 23 und die Sekundärseite 24 voneinander getrennt, wodurch lediglich der Elektromotor 18 antriebstechnisch an die Antriebswelle 25 angebunden ist. In dem geöffneten Zustand der Trennkupplung 10 ist der Verbrennungsmotor 22 von der Antriebswelle 25 entkoppelt. Der Rotor 19 des Elektromotors 18 ist antriebstechnisch an die Antriebswelle 25 angebunden. Er ist zum Antrieb der Antriebswelle 25 vorgesehen. Zum Schalten weist die Trennkupplung 10 einen Betätigungszylinder 27 auf, in dem mittels eines Betätigungsmittels ein Betätigungsdruck zum Betätigen der Trennkupplung 10 aufbaubar ist. Der Betätigungsdruck ist zum Schließen der Trennkupplung 10 vorgesehen. Zum Öffnen weist die Trennkupplung 10 ein nicht näher dargestelltes Rückstellelement auf, das dem Betätigungsdruck entgegenwirkt. Die Trennkupplung 10 schließt, wenn der Betätigungsdruck das Rückstellelement überdrückt und damit wenn der Betätigungsdruck eine von dem Rückstellelement bereitgestellte Rückstellkraft, die einen Schließdruck der Trennkupplung 10 definiert, übersteigt. Die Trennkupplung 10 ist bei Betätigungsdrücken unterhalb des Schließdrucks geöffnet und oberhalb des Schließdrucks geschlossen. Das Rückstellelement drückt die Primärseite 23 und die Sekundärseite 24 auseinander. Der Schließdruck ist dabei ein Betätigungsdruck, ab dem die Trennkupplung 10 geschlossen ist. Unterhalb des Schließdrucks fehlt der Primärseite 23 und der Sekundärseite 24 ein drehmomentübertragender Kontakt. Das Rückstellelement ist als eine Rückstellfeder ausgebildet.
Die Trennkupplung 10 ist hydraulisch betätigbar. Das Betätigungsmittel ist als ein Öl ausgebildet. Um einem dynamischen Druckaufbau in der Trennkupplung 10 entgegenzuwirken, weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ferner eine Fliehölhaube 28 auf. Die Primärseite 23 der Trennkupplung 10, die Sekundärseite 24 der Trennkupplung 10, der Rotor 19 des Elektromotors 18 und die Fliehölhaube 28 bilden einen Triebkopf 26 der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung aus.
Zur Bereitstellung eines komfortablen Anfahrens weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung einen Drehmomentwandler 29 auf. Ferner weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Getriebe 30 auf, das zur Bereitstellung mehrerer Getriebegänge vorgesehen ist. Das Getriebe 30 ist im Kraftfluss zwischen dem Drehmomentwandler 29 und Antriebsrädern 31 des Kraftfahrzeugantriebsstrangs angeordnet. Der Drehmomentwandler 29 ist im Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor 22 und dem Getriebe 30 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drehmomentwandler 29 im Kraftfluss zwischen dem Elektromotor 18 und dem Getriebe 30 angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Drehmomentwandler 29 im Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor 22 und dem Elektromotor 18 angeordnet ist. Weiter ist es grundsätzlich denkbar, dass der Elektromotor 18 in dem Getriebe 30 angeordnet ist. Dabei ist es ferner grundsätzlich denkbar, die Trennkupplung 10 in dem Getriebe 30 anzuordnen.
Zur Schmierung und Kühlung des Getriebes 30 weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 auf, das dazu vorgesehen ist, Getriebeschmier- und Getriebekühlstellen mit einem Schmier- und Kühlmittel zu versorgen (vgl. 2). Das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 ist weiter zur Kühlung des Stators 20 des Elektromotors 18 vorgesehen. Der Stator 20 ist zur Kühlung strömungstechnisch an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 angebunden. Dabei weist der Stator 20 eine umlaufende Mantelkühlung auf. Ferner ist das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 zur Kühlung des Drehmomentwandlers 29 vorgesehen. Das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 führt das Schmier- und Kühlmittel dem Drehmomentwandler 29, dem Stator 20 und dem Getriebe 30 zur Schmierung und Kühlung zu. Dazu weist das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 eine nicht dargestellte Schmier- und Kühlmittelpumpe auf. Der Stator 20 des Elektromotors 18 ist in einem Wandlergehäuse 41 des Drehmomentwandlers 29 angeordnet. Das Schmier- und Kühlmittel ist als ein Öl ausgebildet.
Zur Kühlung des Triebkopfs 26 weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Triebkopfkühlmittelsystem 11 auf, das dazu vorgesehen ist, den Triebkopf 26 mit einem Kühlmittel zu versorgen (vgl. 2). Die Primärseite 23, die Sekundärseite 24 und der Rotor 19 sind zur Kühlung strömungstechnisch an das Triebkopfkühlmittelsystem 11 angebunden. Das Triebkopfkühlmittelsystem 11 versorgt zur Kühlung des Triebkopfs 26 die Primärseite 23, die Sekundärseite 24, den Rotor 19 und die Fliehölhaube 28 mit dem Kühlmittel. Dazu weist das Triebkopfkühlmittelsystem 11 zu kühlende Kühlmittelstellen in dem Triebkopf 26 auf, die mit dem Kühlmittel versorgbar sind. Zur Kühlmittelversorgung des Triebkopfs 26 zweigt das Triebkopfkühlmittelsystem 11 das Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 ab und führt dieses dem Triebkopf 26 hinzu. Das Triebkopfkühlmittelsystem 11 zweigt das Kühlmittel aus der Kühlung des Stators 20 ab. Es zweigt das Kühlmittel vor dem Getriebe 30 ab.
Um den Triebkopf 26 bedarfsgerecht zu kühlen, weist das Triebkopfkühlmittelsystem 11 eine hydraulische Steuereinheit 12 auf, die strömungstechnisch zwischen dem Triebkopf 26 und dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 angeordnet ist. Die Steuereinheit 12 stellt zur Kühlung des Triebkopfs 26 einen kühlmitteltemperaturabhängigen Kühlmittelstrom 13 durch den Triebkopf 26 bereit. Sie weist einen kühlmitteltemperaturabhängigen Kühlmittelstrom 13 in den Triebkopf 26 auf, der sich strömungstechnisch vor dem Triebkopf 26 kühlmitteltemperaturabhängig verändert. Die Steuereinheit 12 ist in einem Ventilblock 42 des Verbrennungsmotors 22 angeordnet.
Um einen Temperatureinfluss auf den Kühlmittelstrom 13 zu verändern, weist die Steuereinheit 12 ein Einstellventil 14 auf, das dazu vorgesehen ist, eine Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem Kühlmittelzustandsparameter zu verändern. Das Einstellventil 14 ist strömungstechnisch vor der Trennkupplung 10 angeordnet. Es ist strömungstechnisch vor dem Triebkopf 26 angeordnet. Das Einstellventil 14 verändert die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 strömungstechnisch vor der Trennkupplung 10.
Der Kühlmittelzustandsparameter ist als ein Kühlmitteldruck in dem Triebkopfkühlmittelsystem 11 ausgebildet. Das Einstellventil 14 verändert die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 in Abhängigkeit des Kühlmitteldrucks in dem Triebkopfkühlmittelsystem 11. Der Kühlmitteldruck, in dessen Abhängigkeit das Einstellventil 14 die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 verändert, ist als ein Getriebeeingangsdruck des Schmier- und Kühlmittels in dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 ausgebildet. Somit verändert das Einstellventil 14 die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 in den Triebkopf 26 in Abhängigkeit des Getriebeeingangsdrucks des Schmier- und Kühlmittels.
Zur Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 weist die Steuereinheit 12 zwei parallel zueinander angeordnete Kühlmittelpfade 15, 16 auf, die in den Triebkopf 26 führen. Die zwei Kühlmittelpfade 15, 16 sind strömungstechnisch zwischen dem Einstellventil 14 und der Trennkupplung 10 angeordnet. Sie sind strömungstechnisch zwischen dem Einstellventil 14 und dem Triebkopf 26 angeordnet. Die zwei Kühlmittelpfade 15, 16 unterscheiden sich in dem Temperatureinfluss auf den Kühlmittelstrom 13 voneinander. Der erste Kühlmittelpfad 15 weist einen starken Temperatureinfluss und der zweite Kühlmittelpfad 16 einen schwachen Temperatureinfluss auf. Der erste Kühlmittelpfad 15 ist als ein permanent geschalteter Kühlmittelpfad und der zweite Kühlmittelpfad 16 als ein zusätzlich hinzu schaltbarer Kühlmittelpfad ausgebildet.
Zur Bereitstellung des starken Temperatureinflusses weist die Steuereinheit 12 eine Drossel 32 auf. Die Drossel 32 ist in dem ersten Kühlmittelpfad 15 angeordnet. Die Drossel 32 weist zur Einstellung des Temperatureinflusses in dem ersten Kühlmittelpfad 15 einen definierten Durchmesser und eine definierte Erstreckung in Strömungsrichtung auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Drossel 32 ein definiertes Verhältnis zwischen Erstreckung in Strömungsrichtung und Durchmesser von mindestens 10, vorteilhaft von mindestens 15 und besonders vorteilhaft von mindestens 20 auf. Dem zweiten Kühlmittelpfad 16 fehlt eine Drossel. Ferner weist die Steuereinheit 12 mehrere Blenden 33, 34, 35 auf, die in den zwei Kühlmittelpfaden 15, 16 verteilt sind. Die zwei Blenden 33, 34 sind in dem ersten Kühlmittelpfad 15 und die Blende 35 ist in dem zweiten Kühlmittelpfad 16 angeordnet. Die Blenden 33, 34, 35 sind jeweils durch eine Zwischenplatte mit einem Durchflussloch ausgebildet. Die Drossel 32 ist strömungstechnisch zwischen den zwei Blenden 33, 34 angeordnet.
Zur Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms 13 schaltet das Einstellventil 14 den zusätzlichen hinzu schaltbaren Kühlmittelpfad 16 zu dem permanent geschalteten Kühlmittelpfad 15 hinzu, wodurch das Kühlmittel durch beide Kühlmittelpfade 15, 16 in den Triebkopf 26 strömen kann. Das Einstellventil 14 weist eine Grundstellung auf, in der lediglich der permanent geschaltete Kühlmittelpfad 15 geschaltet ist, und eine Schaltstellung, in der beide Kühlmittelpfade 15, 16 geschaltet sind. In der Grundstellung ist lediglich der permanent geschaltete Kühlmittelpfad 15 strömungstechnisch geöffnet, wodurch der Triebkopf 26 lediglich durch den permanent geschalteten Kühlmittelpfad 15 mit dem Kühlmittel versorgt werden kann. In der Schaltstellung sind der permanent geschaltete Kühlmittelpfad 15 und der zusätzlich hinzu schaltbare Kühlmittelpfad 16 strömungstechnisch geöffnet, wodurch der Triebkopf 26 durch den permanent geschalteten Kühlmittelpfad 15 und durch den zusätzlich hinzu schaltbaren Kühlmittelpfad 16 mit dem Kühlmittel versorgt werden kann.
Das Einstellventil 14 ist dazu vorgesehen, bei einem hohen Kühlmitteldruck eine geringe Kühlmitteltemperaturabhängigkeit und bei einem niedrigen Kühlmitteldruck eine hohe Kühlmitteltemperaturabhängigkeit einzustellen. Unterhalb eines Grenzwerts des Kühlmitteldrucks ist das Einstellventil 14 in der Grundstellung und oberhalb des Grenzwerts ist das Einstellventil 14 in der Schaltstellung geschaltet.
Das Einstellventil 14 ist als ein Wegeventil ausgebildet. Es ist als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet. Zur Einstellung der Grundstellung und der Schaltstellung weist das Einstellventil 14 einen Ventilschieber auf. Zur Einstellung der Schaltstellung weist das Einstellventil 14 ein Steuervolumen 36 auf, das mit dem Kühlmittel beaufschlagbar ist. Das Steuervolumen 36 ist strömungstechnisch an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 anbindbar. Zur Einstellung der Grundstellung weist das Einstellventil 14 ein Rückstellelement 43 auf, das dem Steuervolumen 36 entgegenwirkt. Das Rückstellelement 43 ist als eine Rückstellfeder ausgebildet. Der Grenzwert des Kühlmitteldrucks, ab dem das Einstellventil 14 in die Schaltstellung schaltet und damit den zusätzlich hinzu schaltbaren Kühlmittelpfad 16 hinzu schaltet, ist durch eine von dem Rückstellelement 43 des Einstellventils 14 bereitgestellte Rückstellkraft definiert.
Zur Kühlmittelversorgung der Kühlmittelpfade 15, 16 weist das Einstellventil 14 einen Versorgungsanschluss 37 auf, der strömungstechnisch an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 anbindbar ist. Das Steuervolumen 36 und der Versorgungsanschluss 37 sind permanent strömungstechnisch aneinander angebunden. Das Rückstellelement 43 des Einstellventils 14 und der Kühlmitteldruck in dem Steuervolumen 36 des Einstellventils 14 wirken entgegengesetzt auf den Ventilschieber des Einstellventils 14. Das Einstellventil 14 ist als ein Regelschieber ausgebildet. In der 2 ist das Einstellventil 14 in der Grundstellung geschaltet.
Um den Triebkopf 26 von einer Kühlmittelversorgung aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 zu entkoppeln, weist die Steuereinheit 12 ein Abschaltventil 17 auf, das in Abhängigkeit eines Betriebszustand der Trennkupplung 10 das Einstellventil 14 von der Kühlmittelversorgung aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 entkoppelt. In Abhängigkeit des Betriebszustands der Trennkupplung 10 entkoppelt das Abschaltventil 17 das Einstellventil 14 und damit den Triebkopf 26 strömungstechnisch von dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21, wodurch die Kühlung des Triebkopfs 26 abgeschaltet ist. Das Abschaltventil 17 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit des Betriebszustands der Trennkupplung 10 den Versorgungsanschluss 37 und das Steuervolumen 36 strömungstechnisch an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 anzubinden und zu trennen.
Das Einstellventil 14 und das Abschaltventil 17 der Steuereinheit 12 sind kühlmitteltechnisch zwischen dem Rotor 19 und dem Stator 20 angeordnet. Das Abschaltventil 17 ist entlang eines von dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 ausgehenden Kühlmittelstroms strömungstechnisch vor dem Einstellventil 14 angeordnet. Das Einstellventil 14 ist entlang des von dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 ausgehenden Kühlmittelstroms strömungstechnisch zwischen dem Triebkopf 26 und dem Abschaltventil 17 angeordnet. Das Abschaltventil 17 zweigt zur Kühlmittelversorgung des Einstellventils 14 und damit des Triebkopfs 26 das Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 ab.
Das Abschaltventil 17 weist eine Grundstellung auf, in der das Einstellventil 14 strömungstechnisch von dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 getrennt ist, wodurch die Kühlmittelversorgung des Triebkopfs 26 abgeschaltet ist. Das Abschaltventil 17 weist eine Schaltstellung auf, in der das Einstellventil 14 strömungstechnisch an dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 angebunden ist, wodurch der Triebkopf 26 durch das Einstellventil 14 mit dem kühlmitteltemperatur- und kühlmitteldruckabhängigen Kühlmittelstrom 13 versorgt wird. Der Versorgungsanschluss 37 und das Steuervolumen 36 sind in der Schaltstellung des Abschaltventils 17 strömungstechnisch an dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 angebunden. In der Schaltstellung des Abschaltventils 17 liegt an dem Einstellventil 14 das Kühlmittel mit dem Getriebeeingangsdruck an. In der Schaltstellung des Abschaltventils 17 herrscht in dem Steuervolumen 36 des Einstellventils 14 der Getriebeeingangsdruck. In der 2 ist das Abschaltventil 17 in der Grundstellung geschaltet.
Das Abschaltventil 17 ist als ein Wegeventil ausgebildet. Es ist als ein 2/2-Wegeventil ausgebildet. Zur Einstellung der Grundstellung und der Schaltstellung weist das Abschaltventil 17 einen Ventilschieber auf. Zur Einstellung der Schaltstellung weist das Abschaltventil 17 ein Steuervolumen 38 auf. Das Steuervolumen 38 ist strömungstechnisch an den Betätigungszylinder 27 der Trennkupplung 10 angebunden. Das Abschaltventil 17 schaltet in Abhängigkeit des zur Schaltung der Trennkupplung 10 vorgesehenen Betätigungsdrucks und damit in Abhängigkeit eines Betätigungszustand der Trennkupplung 10. In dem Steuervolumen 38 des Abschaltventils 17 herrscht der Betätigungsdruck der Trennkupplung 10. Zur Einstellung der Grundstellung weist das Abschaltventil 17 ein Rückstellelement 44 auf, das dem Steuervolumen 38 entgegenwirkt. Das Rückstellelement 44 ist als eine Rückstellfeder ausgebildet. Das Rückstellelement 44 des Abschaltventils 17 und der zum Schließen der Trennkupplung 10 vorgesehene Betätigungsdruck in dem Steuervolumen 38 des Abschaltventils 17 wirken entgegengesetzt auf den Ventilschieber des Abschaltventils 17. Eine von dem Rückstellelement 44 des Abschaltventils 17 bereitgestellte Rückstellkraft definiert einen Kühlzuschaltdruck, ab dem das Abschaltventil 17 in die Schaltstellung schaltet und damit ab dem das Abschaltventil 17 das Einstellventil 14 an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 anbindet. Das Abschaltventil 17 ist als ein Schaltschieber ausgebildet.
Zur Kühlmittelversorgung des Einstellventils 14 umfasst das Abschaltventil 17 einen Kühlmitteleingang 39, der strömungstechnisch an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 angebunden ist, und einen Kühlmittelausgang 40, der strömungstechnisch an das Einstellventil 14 angebunden ist. Der Kühlmittelausgang 40 des Abschaltventils 17 ist strömungstechnisch an den Versorgungsanschluss 37 des Einstellventils 14 und an das Steuervolumen 36 des Einstellventils 14 angebunden.
Das Abschaltventil 17 ist dazu vorgesehen, in dem geschlossenen Zustand der Trennkupplung 10 das Einstellventil 14 an das Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 anzubinden. Es ist dazu vorgesehen, das Einstellventil 14 mit dem Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 zu versorgen, wenn die Trennkupplung 10 geschlossen ist. Das Abschaltventil 17 verbindet in dem geschlossenen Zustand der Trennkupplung 10 den Triebkopf 26 über das Einstellventil 14 mit der Kühlmittelversorgung. Das Abschaltventil 17 ist bei einer geschlossenen Trennkupplung 10 in seiner Schaltstellung geschaltet.
Das Abschaltventil 17 ist weiter dazu vorgesehen, das Einstellventil 14 in dem geöffneten Zustand der Trennkupplung 10 von dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 zu trennen, wenn der Betätigungsdruck der Trennkupplung 10 unterhalb des Kühlzuschaltdrucks liegt. Das Abschaltventil 17 trennt den Triebkopf 26 von der Kühlmittelversorgung, wenn der Betätigungsdruck der Trennkupplung 10 unterhalb des Kühlzuschaltdrucks liegt, wodurch die Kühlung des Triebkopfs 26 abgeschaltet ist. Dabei ist die Trennkupplung 10 bei Betätigungsdrücken unterhalb des Kühlzuschaltdrucks geöffnet. Bei Betätigungsdrücken der Trennkupplung 10 oberhalb des Kühlzuschaltdrucks schaltet das Abschaltventil 17 die Kühlmittelversorgung des Triebkopfs 26 hinzu, wodurch der Triebkopf 26 in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur und dem Kühlmitteldruck mit dem Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 versorgt wird. Der Kühlzuschaltdruck, ab dem die Kühlmittelversorgung des Triebkopfs 26 zugeschaltet ist, ist kleiner als der Schließdruck, bei dem die Trennkupplung 10 geschlossen ist, wodurch der Triebkopf 26 und damit der Rotor 19 des Elektromotors 18 auch bei einer geöffneten Trennkupplung 10 und damit bei der rein elektrischen Fahrt gekühlt werden kann.
Das Abschaltventil 17 ist bei einer geöffneten Trennkupplung 10 unterhalb des durch das Rückstellelement 44 des Abschaltventils 17 definierten Kühlzuschaltdrucks in seiner Grundstellung geschaltet. Das Abschaltventil 17 ist bei einer geöffneten Trennkupplung 10 oberhalb des durch das Rückstellelement 44 des Abschaltventils 17 definierten Kühlzuschaltdrucks und unterhalb des durch das Rückstellelement der Trennkupplung 10 definierten Schließdrucks in seiner Schaltstellung geschaltet. Das Abschaltventil 17 ist bei Betätigungsdrücken der Trennkupplung 10 oberhalb des Kühlzuschaltdrucks in seiner Schaltstellung geschaltet.
In der Schaltstellung des Abschaltventils 17 wird das Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 über das Einstellventil 14 kühlmitteltemperatur- und kühlmitteldruckabhängig dem Triebkopf 26 zugeführt, wodurch das Kühlmittel in die Fliehölhaube 28 strömt, dort überläuft und zu der Primärseite 23, der Sekundärseite 24 und anschließend zu dem Rotor 19 gelangt. In Abhängigkeit des Kühlmitteldrucks vor dem Getriebe 30 stellt das Einstellventil 14 den Temperatureinfluss auf den Kühlmittelstrom 13 in den Triebkopf 26 ein. Dazu gibt das Einstellventil 14 dem Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und Getriebekühlmittelsystem 21 in Abhängigkeit des Kühlmitteldrucks einen Kühlmittelpfad 15, 16 in den Triebkopf 26 vor, in dem es den zusätzlich hinzu schaltbaren Kühlmittelpfad 16 in den Triebkopf 26 strömungstechnisch öffnet oder strömungstechnisch verschließt, wodurch das Einstellventil 14 in Abhängigkeit des Kühlmitteldrucks einen starken Temperatureinfluss oder einen schwachen Temperatureinfluss auf den Kühlmittelstrom 13 in den Triebkopf 26 einstellt. Die Steuereinheit 12 versorgt den Triebkopf 26 mit einer Kühlmittelmenge, die von dem Betätigungsdruck der Trennkupplung 10, von der Kühlmitteltemperatur und von dem Kühlmitteldruck abhängt.
Bezugszeichenliste

10: Trennkupplung
11: Triebkopfkühlmittelsystem
12: Steuereinheit
13: Kühlmittelstrom
14: Einstellventil
15: Kühlmittelpfad
16: Kühlmittelpfad
17: Abschaltventil
18: Elektromotor
19: Rotor
20: Stator
21: Getriebekühlmittelsystem
22: Verbrennungsmotor
23: Primärseite
24: Sekundärseite
25: Antriebswelle
26: Triebkopf
27: Betätigungszylinder
28: Fliehölhaube
29: Drehmomentwandler
30: Getriebe
31: Antriebsrad
32: Drossel
33: Blende
34: Blende
35: Blende
36: Steuervolumen
37: Versorgungsanschluss
38: Steuervolumen
39: Kühlmitteleingang
40: Kühlmittelausgang
41: Wandlergehäuse
42: Ventilblock
43: Rückstellelement
44: Rückstellelement

Claims

Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einer Anfahr- und/oder Trennkupplung (10), einem Triebkopfkühlmittelsystem (11), das eine hydraulische Steuereinheit (12) umfasst, die einen Kühlmittelstrom (13) wenigstens in die Anfahr- und/oder Trennkupplung (10) aufweist, und zumindest einem Elektromotor (18) mit einem Rotor (19) und einem Stator (20), wobei wenigstens der Rotor (19) wenigstens für seine Kühlung an das Triebkopfkühlmittelsystem (11) angebunden ist, wobei die Steuereinheit (12) zumindest ein Einstellventil (14) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms (13) während eines Betriebs zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zumindest ein Abschaltventil (17) aufweist, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Anfahr- und/oder Trennkupplung (10) das Einstellventil (14) von einer Kühlmittelversorgung zu entkoppeln, wobei das Einstellventil (14) und das Abschaltventil (17) kühlmitteltechnisch zwischen dem Rotor (19) und dem Stator (20) angeordnet sind.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellventil (14) dazu vorgesehen ist, die Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms (13) in Abhängigkeit von einem Kühlmitteldruck zu verändern.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Kühlmitteltemperaturabhängigkeit des Kühlmittelstroms (13) die Steuereinheit (12) zwei parallel zueinander angeordnete Kühlmittelpfade (15, 16) aufweist, die in den Triebkopf (26) führen, wobei die zwei Kühlmittelpfade (15, 16) strömungstechnisch sowohl zwischen dem Einstellventil (14) und der Trennkupplung (10) als auch strömungstechnisch zwischen dem Einstellventil (14) und dem Triebkopf (26) angeordnet sind, und wobei der erste Kühlmittelpfad (15) als ein permanent geschalteter Kühlmittelpfad und der zweite Kühlmittelpfad (16) als ein zusätzlich hinzu schaltbarer Kühlmittelpfad ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellventil (14) dazu vorgesehen ist, bei einem hohen Kühlmitteldruck eine geringe Kühlmitteltemperaturabhängigkeit und bei einem niedrigen Kühlmitteldruck eine hohe Kühlmitteltemperaturabhängigkeit einzustellen.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Getriebeschmier- und/oder Getriebekühlmittelsystem (21), das wenigstens zur Kühlung des Stators (20) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (17) dazu vorgesehen ist, zur Kühlmittelversorgung des Einstellventils (14) ein Kühlmittel aus dem Getriebeschmier- und/oder Getriebekühlmittelsystem (21) abzuzweigen.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 12 eine Drossel 32 aufweist, welche in dem ersten Kühlmittelpfad 15 angeordnet ist und zur Einstellung eines Temperatureinflusses in dem ersten Kühlmittelpfad 15 einen definierten Durchmesser und eine definierte Erstreckung in Strömungsrichtung aufweist.