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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket für ein Fahrzeug, ein Fahrzeugunterdruckpumpensystem, das das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket implementiert, sowie ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugunterdruckpumpensystems dafür.
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HINTERGRUND
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Viele Fahrzeuge nutzen Unterdruckpumpen zur Verwendung in verschiedenen Systemen in dem Fahrzeug. Ein solches System ist die Servobremsanlage, die im Allgemeinen einen Hydraulikhauptzylinder und einen Unterdruckverstärker oder -behälter umfasst. Der Hauptzylinder enthält die Bremsflüssigkeit, die zu den Bremsscheiben oder -trommeln verteilt wird. Der Unterdruckverstärker ist zwischen dem Hauptzylinder und dem Bremspedal positioniert und multipliziert die von einem Fahrer des Fahrzeugs ausgeübte Bremskraft. Der Unterdruckverstärker erfordert eine Unterdruckquelle, um den Unterdruck in dem Unterdruckverstärker regelmäßig neu zu erzeugen. Eine Quelle ist der Krümmerunterdruck des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs. Da Verbrennungsmotoren aber zunehmend effizient geworden sind, hat der verfügbare Krümmerunterdruckbetrag abgenommen. Somit implementieren viele Fahrzeuge nun eine separate Unterdruckpumpe, um den in dem Unterdruckverstärker gespeicherten Unterdruck zu erzeugen.
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Fahrzeuge umfassen im Allgemeinen auch eine Ölpumpe, um im gesamten Motor des Fahrzeugs Öl umzuwälzen. Das Öl wird zum Schmieren verschiedener Komponenten des Motors sowie zum Kühlen des Motors verwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es wird ein Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket umfasst im Allgemeinen ein Ölpumpenmodul und ein Unterdruckpumpenmodul. Das Ölpumpenmodul ist ausgelegt, um Öl umzuwälzen, und ist an einer ersten Antriebswelle angebracht. Das Unterdruckpumpenmodul ist ausgelegt, um einen Unterdruck zu erzeugen, und ist an einer zweiten Antriebswelle angebracht. Die erste Antriebswelle ist ausgelegt, um Drehmoment zu dem Ölpumpenmodul zu übermitteln, und die zweite Antriebswelle ist ausgelegt, um Drehmoment zu dem Unterdruckpumpenmodul zu übermitteln.
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Das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket umfasst auch eine Kupplung, die die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle verbindet. Die Kupplung ist ausgelegt, um von der ersten Antriebswelle Drehmoment zur zweiten Antriebswelle zu übertragen, wenn die Kupplung eingerückt ist. Die Kupplung kann eine Hydraulikkupplung sein, die ausgelegt ist, um ein druckbeaufschlagtes Fluid zum Einrücken der Kupplung zu erhalten. Das druckbeaufschlagte Fluid kann Öl sein, das von dem Ölpumpenmodul aufgenommen wird.
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Das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket kann weiterhin ein Steuerventil umfassen, um das von der Kupplung aufgenommene druckbeaufschlagte Fluid zu steuern. Das Steuerventil kann ein Solenoidventil sein.
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Es wird auch ein Fahrzeugunterdrucksystem vorgesehen. Das Fahrzeugunterdrucksystem umfasst das vorstehend beschriebene Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket sowie einen Unterdruckbehälter. Der Unterdruckbehälter ist ausgelegt, um einen Unterdruck zu halten.
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Es wird auch ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugunterdrucksystems vorgesehen. Das Verfahren umfasst zunächst das Liefern von Drehmoment zu der ersten Antriebswelle, so dass sich das Ölpumpenmodul in Betrieb befindet. Dann umfasst das Verfahren das Einrücken der Kupplung, um das Drehmoment von der ersten Antriebswelle zu der zweiten Antriebswelle zu übertragen, so dass sich das Unterdruckpumpenmodul in Betrieb befindet. Wenn die Kupplung eine Hydraulikkupplung ist, die ausgelegt ist, um Öl von der Ölpumpe aufzunehmen, kann das Einrücken der Kupplung durch Öffnen – durch ein Steuerventil – einer Zufuhr von Öl von dem Ölpumpenmodul zu der Kupplung verwirklicht werden. Dann umfasst das Verfahren das Erzeugen eines Unterdrucks durch das Unterdruckpumpenmodul, der in dem Unterdruckbehälter zu speichern ist, so dass er einen Unterdruck aufrechterhält.
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Das Verfahren kann weiterhin das Ausrücken der Kupplung umfassen, so dass sich das Unterdruckpumpenmodul nicht in Betrieb befindet. Dies kann durch Schließen – durch das Steuerventil – einer Ölzufuhr von dem Ölpumpenmodul zu der Kupplung verwirklicht werden.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den Begleitzeichnungen genommen wird, leicht deutlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Seitenansicht eines Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpakets mit einem Ölpumpenmodul, einem Unterdruckpumpenmodul und einer Kupplung;
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2A und 2B sind schematische Perspektivansichten der Kupplung von 1 in einem eingerückten Zustand bzw. einem ausgerückten Zustand;
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3 ist ein schematisches Fluss- und Blockdiagramm eines Fahrzeugunterdrucksystems, das das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket von 1 enthält; und
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4 ist ein schematisches Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugunterdrucksystems von 3 veranschaulicht.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass Begriffe wie ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”nach oben”, ”nach unten” etc. zur Beschreibung der Figuren verwendet werden und nicht Einschränkungen des durch die beigefügten Ansprüche dargelegten Schutzumfangs der Erfindung darstellen. Alle numerischen Bezeichnungen, wie etwa ”erster” oder ”zweiter” sind nur veranschaulichend und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
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Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, wo immer dies in den gesamten mehreren Figuren möglich ist, ist in 1 ein in einem (nicht gezeigten) Fahrzeug zu verwendendes Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket 10 gezeigt. Das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket 10 umfasst im Allgemeinen ein Ölpumpenmodul 12 und ein Unterdruckpumpenmodul 14. Das Ölpumpenmodul 12 ist ausgelegt, um Öl zu verschiedenen Teilen eines (nicht gezeigten) Motors des Fahrzeugs umzuwälzen. Das Unterdruckpumpenmodul 14 ist ausgelegt, um einen Unterdruck zu erzeugen, der in anderen Systemen in dem Fahrzeug gespeichert und genutzt werden kann, wie nachstehend näher erläutert wird. Das Unterdruckpumpenmodul 14 kann im Allgemeinen eine mechanische Unterdruckpumpe sein.
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Das Ölpumpenmodul 12 ist an einer ersten Antriebswelle 16 angebracht und das Unterdruckpumpenmodul 14 ist an einer zweiten Antriebswelle 18 angebracht. Die erste Antriebswelle 16 ist ausgelegt, um Drehmoment zu dem Ölpumpenmodul 12 zu übermitteln, so dass es sich in Betrieb befinden kann. Die erste Antriebswelle 16 kann von einer anderen Komponente des Motors des Fahrzeugs Drehbewegung aufnehmen, einschließlich aber nicht ausschließlich einer (nicht gezeigten) Nockenwelle. Somit kann die erste Antriebswelle 16 kontinuierlich drehen und somit kann sich das Ölpumpenmodul 12 mit dem Motor in konstantem Betrieb befinden.
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Die zweite Antriebswelle 18 ist ausgelegt, um Drehmoment zu dem Unterdruckpumpenmodul 14 zu übermitteln. Die erste Antriebswelle 16 und die zweite Antriebswelle 18 teilen sich eine gemeinsame Achse und sind an ihren jeweiligen Enden mittels einer Kupplung 20, die in 2A und 2B dargestellt und nachstehend näher beschrieben ist, miteinander verbunden. Die Kupplung 20 ist ausgelegt, um das Drehmoment von der ersten Antriebswelle 16 zu der zweiten Antriebswelle 18 zu übertragen.
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Unter Bezugnahme nun auf 2A und 2B ist die Kupplung 20 in einem eingerückten Zustand bzw. einem ausgerückten Zustand gezeigt. Die Kupplung 20 umfasst im Allgemeinen eine Antriebsscheibe 22 und eine Kupplungsscheibe 24.
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Die Antriebsscheibe 22 ist an einem Ende der ersten Antriebswelle 16 befestigt, so dass sie mit der ersten Antriebswelle 16 dreht. Die Kupplungsscheibe 24 ist an einem Ende der zweiten Antriebswelle 18 befestigt.
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Wenn die Kupplung 20 eingerückt ist, wird die Antriebsscheibe 22 hin zur Kupplungsscheibe 24 getrieben, bis sie einander berühren. Reibung zwischen der Antriebsscheibe 22 und der Kupplungsscheibe 24 lässt ein Übertragen der Drehung und daher des Drehmoments von der ersten Antriebswelle 16 zu der Kupplungsscheibe 24 und daher zu der zweiten Antriebswelle 18 zu. Die Kupplung 20 muss nur eingerückt werden, wenn das Unterdruckpumpenmodul 14 zum Erzeugen von Unterdruck benötigt wird. Somit kann das Unterdruckpumpenmodul 14 statt eines konstanten Betriebs, bei dem eventuell zu viel Unterdruck unnötigerweise erzeugt wird, zeitweilig betrieben werden, wodurch der in dem Fahrzeug verbrauchte Energiebetrag reduziert wird.
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Die Kupplung 20 kann eine Hydraulikkupplung sein, die ausgelegt ist, um ein druckbeaufschlagtes Fluid aufzunehmen, um die Kupplung 20 einzurücken. Im Einzelnen kann das druckbeaufschlagte Fluid die Antriebsscheibe 22 antreiben, um die Kupplungsscheibe 24 zu berühren. Das druckbeaufschlagte Fluid kann Öl sein, das von dem Ölpumpenmodul 12 aufgenommen wird, wie in 3 dargestellt und nachstehend näher beschrieben ist. Es versteht sich, dass das druckbeaufschlagte Fluid von einer beliebigen anderen Quelle in dem Fahrzeug kommen kann, einschließlich aber nicht ausschließlich Bremsflüssigkeit, die in einer hydraulischen Bremsanlage (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verwendet wird.
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Unter Bezugnahme nun auf 3 ist ein Fahrzeugunterdrucksystem 100, das das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket 10 implementiert, gezeigt. Zusätzlich zu dem Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket 10 umfasst das Fahrzeugunterdrucksystem 100 einen Unterdruckbehälter 102. Der Unterdruckbehälter 102 ist ausgelegt, um von dem Unterdruckpumpenmodul 14 erzeugten Unterdruck zu speichern, um einen Unterdruck aufrechtzuerhalten. Der Unterdruck kann von dem Unterdruckpumpenmodul 14 durch eine Unterdruckleitung 104 zu dem Unterdruckbehälter 102 übermittelt werden. Die Unterdruckleitung 104 kann ein Schlauch, ein Rohr oder dergleichen sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Der in dem Unterdruckbehälter 102 gespeicherte Unterdruck kann dann in einem beliebigen anderen (nicht gezeigten) System des Fahrzeugs verwendet werden, das Unterdruck benötigt, einschließlich aber nicht ausschließlich der hydraulischen Bremsanlage.
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Ferner kann wie vorstehend erläutert die Kupplung 20 eine Hydraulikkupplung sein, die Öl von dem Ölpumpenmodul 12 aufnimmt, um die Kupplung 20 einzurücken. Zum Steuern der Zufuhr von Öl von dem Ölpumpenmodul 12 zu der Kupplung 20 kann das Unterdruckpumpen- und Ölpumpenpaket 10 ein Steuerventil 26 umfassen. Das Steuerventil 26 ist im Allgemeinen ein beliebiges Ein/Aus-Ventil, das die Strömung eines Fluids steuern kann. Das Steuerventil 26 kann ein Solenoidventil sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Während 3 das Steuerventil 26 zeigt, wie es die Zufuhr von Öl zu der Kupplung 20 steuert, versteht sich, dass das Steuerventil 26 die Zufuhr eines beliebigen anderen druckbeaufschlagten Fluids steuern kann, das in dem System 100 an Stelle von Öl verwendet wird, um die Kupplung 20 einzurücken.
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Das Öl kann von dem Ölpumpenmodul 12 durch eine erste Ölleitung 28 zu dem Steuerventil 26 strömen. Wenn das Unterdruckpumpenmodul 14 in Betrieb sein und daher die Kupplung 20 eingerückt sein soll, kann das Steuerventil 26 die Zufuhr von Öl von dem Steuerventil 26 durch eine zweite Ölleitung 30 zu der Kupplung 20 öffnen. Dann kann das Öl das Antreiben der Antriebsscheibe 22 unterstützen, so dass sie Kupplungsscheibe 24 berührt, so dass das Drehmoment von der ersten Antriebswelle 16 zu der zweiten Antriebswelle 18 übertragen werden kann, wodurch es dem Unterdruckpumpenmodul 14 ermöglicht wird, in Betrieb zu sein, wie vorstehend erläutert wurde.
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Unter Bezugnahme nun auf 4 ist ein Verfahren 200 zum Betreiben des Fahrzeugunterdrucksystems 100 gezeigt. Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 202, bei dem Drehbewegung oder Drehmoment zu der ersten Antriebswelle 16 geliefert wird, so dass sich das Ölpumpenmodul 12 in Betrieb befindet. Wie vorstehend erläutert kann die erste Antriebswelle 16 ihre Drehbewegung von einer anderen Komponente in dem Motor des Fahrzeugs erhalten, etwa der Nockenwelle.
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Nach Schritt 202 rückt das Verfahren 200 zu Schritt 204 vor. Bei Schritt 204 wird die Kupplung 20 eingerückt, um das Drehmoment von der ersten Antriebswelle 16 zu der zweiten Antriebswelle 18 zu übertragen, so dass sich das Unterdruckpumpenmodul 14 in Betrieb befindet. Dies kann durch das Öffnen der Zufuhr von Öl oder eines beliebigen anderen druckbeaufschlagten Fluids zu der Kupplung 20 durch das Steuerventil 26 bewirkt werden.
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Nach Schritt 204 rückt das Verfahren 200 zu Schritt 206 vor. Bei Schritt 206 erzeugt das Unterdruckpumpenmodul 14 Unterdruck, der in dem Unterdruckbehälter 102 zu speichern ist. Der Unterdruck kann dann nach Bedarf von einem anderen System in dem Fahrzeug genutzt werden.
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Das Verfahren 200 kann weiterhin das Ausrücken der Kupplung 20 umfassen, so dass sich das Unterdruckpumpenmodul 14 nicht länger in Betrieb befindet. Dies kann erwünscht sein, wenn von dem Fahrzeugunterdrucksystem 100 kein Unterdruck mehr benötigt wird, etwa wenn der Unterdruckbehälter 102 voll ist oder einen Solldruck erreicht. Ähnlich zu Schritt 204 kann dies durch das Absperren der Zufuhr von Öl oder eines beliebigen anderen druckbeaufschlagten Fluids zur Kupplung 20 durch das Steuerventil 26 erreicht werden.
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Die eingehende Beschreibung und die Zeichnungen bzw. Figuren stützen und beschreiben die Erfindung, der Schutzumfang der Erfindung ist aber allein durch die Ansprüche festgelegt. Während einige der besten Ausführungsarten und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Erfindung eingehend beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Auslegungen und Ausführungsformen zum Umsetzen der in den beigefügten Ansprüchen festgelegten Erfindung.
