DE102014107240A1 - Hybrid hydrostatic drive for a hybrid powertrain - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydrostatisches Hybridantriebseinrichtung (H) für einen hybriden Antriebsstrang (A), insbesondere eines Fahrzeugs, wobei die Hybridantriebseinrichtung (H) eine hydrostatische Verdrängermaschine (1) aufweist, die eine Triebwelle (2) aufweist, die aus einem Gehäuse (3) der Verdrängermaschine (1) herausgeführt ist und ein Gehäuseinnenraum der Verdrängermaschine (1) im Bereich der Triebwelle (2) mittels einer Dichtungseinrichtung zur Umgebung abgedichtet ist. Die erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung (H) umfasst eine Hochdruckspeichervorrichtung (7) und eine Niederdruckspeichervorrichtung (8), wobei die Vorspannung (PH) der Hochdruckspeichervorrichtung (7) höher als die Vorspannung (PN) der Niederdruckspeichervorrichtung (8) ist, und der Gehäuseinnenraum der Verdrängermaschine (1) steht mit einem Behälter (5) in Verbindung, wobei die Vorspannung (PN) der Niederdruckspeichervorrichtung (8) höher als das Druckniveau des Behälters (5) ist.The invention relates to a hydrostatic hybrid drive device (H) for a hybrid drive train (A), in particular of a vehicle, wherein the hybrid drive device (H) has a hydrostatic displacement machine (1) which has a drive shaft (2) consisting of a housing (3). the displacement machine (1) is led out and a housing interior of the displacement machine (1) in the region of the drive shaft (2) is sealed by means of a sealing device to the environment. The hybrid drive device (H) according to the invention comprises a high-pressure accumulator device (7) and a low-pressure accumulator device (8), wherein the prestress (PH) of the high-pressure accumulator device (7) is higher than the prestress (PN) of the low-pressure accumulator device (8) and the housing interior of the positive displacement machine (8). 1) communicates with a container (5), wherein the bias voltage (PN) of the low pressure storage device (8) is higher than the pressure level of the container (5).
Description
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Hybridantriebseinrichtung für einen hybriden Antriebsstrang, insbesondere eines Fahrzeugs, wobei die Hybridantriebseinrichtung eine hydrostatische Verdrängermaschine aufweist, die eine Triebwelle aufweist, die aus einem Gehäuse der Verdrängermaschine herausgeführt ist und ein Gehäuseinnenraum der Verdrängermaschine im Bereich der Triebwelle mittels einer Dichtungseinrichtung zur Umgebung abgedichtet ist. The invention relates to a hydrostatic hybrid drive device for a hybrid drive train, in particular of a vehicle, wherein the hybrid drive device comprises a hydrostatic displacement machine having a drive shaft, which is led out of a housing of the positive displacement machine and a housing interior of the displacement machine in the region of the drive shaft by means of a sealing device to the environment is sealed.
Fahrzeuge, beispielsweise Kraftfahrzeuge oder Fahrzeuge des öffentlichen Personenverkehrs, beispielsweise Omnibusse, bevorzugt für den Personennahverkehr, sowie mobile selbstfahrende Arbeitsmaschinen, insbesondere Flurförderzeuge, Landmaschinen, Forstmaschinen und Baumaschinen, beispielsweise Bagger, Rad- und Teleskoplader, Schlepper, Mähdrescher, Feldhäcksler, Zuckerrüben- oder Kartoffelroder, weisen einen Antriebsstrang mit einem in der Regel als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor auf, der einen Verbraucher, beispielsweise einen Fahrantrieb, des Fahrzeugs antreibt. Vehicles, such as motor vehicles or public transport vehicles, such as buses, preferably for local passenger transport, and mobile self-propelled machines, especially trucks, agricultural machinery, forestry machinery and construction equipment, such as excavators, wheel and telescopic loaders, tractors, combine harvester, forage harvester, sugar beet or potato harvester , Have a drive train with a drive motor, which is usually designed as an internal combustion engine, which drives a consumer, for example, a traction drive of the vehicle.
Zunehmend kommen bei derartigen Fahrzeugen hybride Antriebsstrangkonzepte zum Einsatz. Hinsichtlich des Aufbaus des hybriden Antriebsstranges sind Ausführungen als serieller Hybrid, als paralleler Hybrid oder als leistungsverzweigter Hybrid bekannt. Increasingly, hybrid powertrain concepts are used in such vehicles. With regard to the construction of the hybrid drive train, embodiments are known as a serial hybrid, as a parallel hybrid or as a power-split hybrid.
Fahrzeuge mit einem hybriden Antriebsstrang werden aus einer Kombination von verschiedenen Energiequellen angetrieben. Neben dem in der Regel als Verbrennungsmotor ausgeführten Antriebsmotor als Energiequelle ist die Energiequelle der Hybridantriebseinrichtung vorgesehen und im Fahrzeug mitgeführt, die bei einer mechanischen Hybridantriebseinrichtung beispielsweise von einem Schwungrad, bei einer elektrischen Hybridantriebseinrichtung von einer Batterie, Akkumulatoren oder Hochleistungskondensatoren bzw. bei einer hydrostatischen Hybridantriebseinrichtung von einem Hydrospeicher gebildet sein kann. Vehicles with a hybrid powertrain are powered by a combination of different energy sources. In addition to the generally designed as an internal combustion engine drive motor as an energy source, the energy source of the hybrid drive device is provided and carried in the vehicle, which in a mechanical hybrid drive device, for example, a flywheel in a hybrid electric drive device of a battery, accumulators or high-performance capacitors or in a hydrostatic hybrid drive device of a hydraulic accumulator may be formed.
Bekannte Hybridantriebseinrichtung weisen einen hohen Systemaufwand und somit einen hohen Bauaufwand auf. Known hybrid drive device have a high overhead and thus a high construction cost.
Bekannte elektrische Hybridantriebseinrichtungen bestehen aus einem elektrischen Energiespeicher und einer elektrischen, als Motor und Generator betreibbaren Maschine, die in der Regel als Asynchronmaschine ausgebildet ist und zu deren Ansteuerung eine Leistungselektronik erforderlich ist. Für den elektrischen Energiespeicher ist hierbei in der Regel auch eine Klimatisierungsanlage erforderlich, um den Energiespeicher im Betrieb heizen bzw. kühlen zu können. Elektrische Hybridantriebseinrichtungen sind aufgrund der geringen Kapazität der elektrischen Energiespeicher sowie der zum Betrieb benötigten zusätzlichen Komponenten aus den Bereichen der Leistungselektronik und der Klimatechnik sehr kostenintensiv. Zudem wirkt sich die geringe Leistungs- und Energiedichte der elektrischen Energiespeicher negativ auf das Gesamtgewicht des Fahrzeugs aus. Ein weiterer Nachteil elektrischer Hybridantriebseinrichtungen besteht darin, dass der elektrische Energiespeicher ein erhöhtes Gefahrenpotenzial darstellt, beispielsweise durch Selbstentzündung und einer Gefährdung der ein brennendes Fahrzeug mit einem eingebauten elektrischen Energiespeicher einer elektrischen Hybridantriebseinrichtung löschenden Person. Known electric hybrid drive devices consist of an electrical energy storage and an electric, operable as a motor and generator machine, which is usually designed as an asynchronous machine and to control a power electronics is required. For the electrical energy storage this is usually also an air conditioning system required to heat or cool the energy storage during operation. Electric hybrid drive devices are very expensive due to the low capacity of the electrical energy storage and the need for operation additional components from the fields of power electronics and air conditioning. In addition, the low power and energy density of the electrical energy storage has a negative effect on the total weight of the vehicle. Another disadvantage of electric hybrid drive devices is that the electrical energy storage represents an increased potential danger, for example, by self-ignition and a threat to a person burning a burning vehicle with a built-in electrical energy storage of a hybrid electric drive device.
Bekannte mechanische Hybridantriebseinrichtungen mit einem mechanischen Energiespeicher, beispielsweise einem Schwungradspeicher, arbeiten in der Regel mit sehr großen oder sehr schnell drehenden Schwungrädern. Die zusätzliche Masse des Schwungradspeichers einer mechanischen Hybridantriebseinrichtung führt jedoch zu einer Verringerung des Energieverbrauchsvorteils des Fahrzeugs, da in den Fahrzyklen entsprechend mehr Energie für die Beschleunigung des Fahrzeugs erforderlich ist. Known mechanical hybrid drive devices with a mechanical energy storage, such as a flywheel storage, usually work with very large or very fast rotating flywheels. However, the additional mass of the flywheel accumulator of a mechanical hybrid propulsion device results in a reduction in the energy consumption advantage of the vehicle, since in the driving cycles correspondingly more energy is required for the acceleration of the vehicle.
Bekannte hydrostatische Hybridantriebseinrichtungen benötigen oftmals eine Vielzahl von Ventilen, um Leistung in einem Hochdruckspeicher zwischen zu speichern und wieder abzugeben. Aus der
Zudem sind bereits hydrostatische Hybridantriebseinrichtungen bekannt, bei denen die Verdrängermaschine, die mit einem Hochdruckspeicher und mit einem Niederdruckspeicher verbunden ist, im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb gleiche Durchflussrichtungen der Verdrängermaschine aufweisen. Die Verdrängermaschine kann hierbei als einseitig verstellbares Verstelltriebwerk ausgebildet werden. In addition, hydrostatic hybrid drive devices are already known in which the displacement machine, which is connected to a high-pressure accumulator and with a low-pressure accumulator, have the same flow directions of the positive-displacement machine in pump operation and in engine operation. The displacement machine can in this case be designed as a unidirectionally adjustable adjusting drive.
Sowohl bei einer hydrostatischen Hybridantriebseinrichtung mit einem beidseitig verstellbaren Verstelltriebwerk als Verdrängermaschine als auch bei einer hydrostatischen Hybridantriebseinrichtung mit einem einseitig verstellbaren Verstelltriebwerk als Verdrängermaschine ist es erforderlich, das Verstelltriebwerk an der Saugseite mit Druck vorzuspannen, um eine ausreichende Saugfähigkeit zu gewährleisten. Bekannte hydrostatische Hybridantriebseinrichtungen weisen hierzu einen vorgespannten und somit unter einer Vorspannung stehenden Niederdruckspeicher auf, der zusätzlich als Tank dient. In der Funktion als Tank steht der Niederdruckspeicher weiterhin mit dem Gehäuseinnenraum der Verdrängermaschine in Verbindung, um die im Betrieb der Verdrängermaschine anfallende Leckage von Druckmittel aufzunehmen. Dadurch ergibt sich, dass der Gehäuseinnenraum der Verdrängermaschine durch die Vorspannung des Niederdruckspeichers im Druckniveau angehoben wird. Der Gehäuseinnenraum des Gehäuses der Verdrängermaschine ist im Bereich einer aus dem Gehäuse herausgeführten Triebwelle der Verdrängermaschine mittels einer Dichtungseinrichtung, in der Regel einem Radialwellendichtring, zur Umgebung abgedichtet. Der Einsatz eines Radialwellendichtringes ist hinsichtlich des Druckes und der Drehzahl begrenzt, wodurch die Leistung der Hybridantriebseinrichtung begrenzt wird. Um den Gehäuseinnendruck für eine entsprechende hohe Saugfähigkeit und hohe Leistung der Hybridantriebseinrichtung anheben zu können, ist somit im Bereich der Triebwelle, die aus dem Gehäuse der Verdrängermaschine herausgeführt ist, eine druckfeste Dichtungseinrichtung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine zur Umgebung erforderlich. Derartige druckfeste Dichtungseinrichtung führen jedoch zu einem hohen Bauaufwand für die Abdichtung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine zur Umgebung im Bereich der Triebwelle. Both in a hydrostatic hybrid drive device with a displacement drive adjustable on both sides as a displacement machine as well as in a hydrostatic hybrid drive device with a unidirectionally adjustable adjusting drive as a displacement machine, it is necessary to bias the adjustment drive on the suction side with pressure to ensure sufficient absorbency. Known hydrostatic hybrid drive devices have for this purpose a prestressed and thus under a bias voltage low-pressure accumulator, which also serves as a tank. In the function of a tank, the low-pressure accumulator is furthermore connected to the housing interior of the displacement machine in order to absorb the leakage of pressure medium occurring during operation of the positive displacement machine. This results in that the housing interior of the displacement machine is raised by the bias of the low-pressure accumulator in the pressure level. The housing interior of the housing of the displacement machine is sealed to the environment in the region of a drive shaft of the displacement machine led out of the housing by means of a sealing device, generally a radial shaft sealing ring. The use of a radial shaft seal is limited in terms of pressure and speed, which limits the performance of the hybrid drive device. In order to be able to raise the housing internal pressure for a correspondingly high absorbency and high performance of the hybrid drive device, a pressure-proof sealing device of the housing interior of the displacement machine to the environment is thus required in the region of the drive shaft which is led out of the housing of the positive displacement machine. However, such pressure-resistant sealing device lead to a high construction cost for the sealing of the housing interior of the displacement machine to the environment in the field of drive shaft.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Hybridantriebseinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die Verdrängermaschine eine hohe Saugfähigkeit aufweist und bei der die Abdichtung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine zur Umgebung im Bereich der Triebwelle einen einfachen und kostengünstigen Bauaufwand aufweist. The present invention has for its object to provide a hydrostatic hybrid drive device available in which the positive displacement machine has a high absorbency and in which the sealing of the housing interior of the positive displacement machine to the environment in the drive shaft has a simple and inexpensive construction.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Hybridantriebseinrichtung eine Hochdruckspeichervorrichtung und eine Niederdruckspeichervorrichtung umfasst, wobei die Vorspannung der Hochdruckspeichervorrichtung höher als die Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung ist, und der Gehäuseinnenraum der Verdrängermaschine mit einem Behälter in Verbindung steht, wobei die Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung höher als das Druckniveau des Behälters ist. Die erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung ist somit mit einem Dreibehältersystem versehen, das den Behälter, die Niederdruckspeichervorrichtung und die Hochdruckspeichervorrichtung aufweist. Diese drei Behälter des Dreibehältersystems weisen jeweils unterschiedliche Druckniveaus auf. Die Verdrängermaschine fördert Druckmittel von der Niederdruckspeichervorrichtung zu der Hochdruckspeichervorrichtung bzw. von der Hochdruckspeichervorrichtung zu der Niederdruckspeichervorrichtung. Die Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung ist hierbei niedriger als die Vorspannung der Hochdruckspeichervorrichtung. Das Druckniveau des die Funktion eines Tanks aufweisenden Behälters ist niedriger als die Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung. Hierdurch werden besondere Vorteile erzielt, da durch eine entsprechende Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung eine hohe Saugfähigkeit der Verdrängermaschine gewährleistet ist, die eine hohe Leistung der Hybridantriebseinrichtung ermöglicht. Gleichzeitig führt durch die Verbindung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine mit dem Behälter die Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung nicht zu einer Erhöhung des Gehäuseinnendrucks. Bei der Erfindung entspricht vielmehr der Gehäuseinnendruck des Gehäuses der Verdrängermaschine dem Druckniveau des Behälters, so dass eine einfache und kostengünstige Abdichtung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine zur Umgebung im Bereich der Triebwelle ermöglicht wird. This object is achieved according to the invention in that the hybrid drive device comprises a high pressure storage device and a low pressure storage device, wherein the bias of the high pressure storage device is higher than the bias of the low pressure storage device, and the housing interior of the positive displacement machine is in communication with a reservoir, the bias of the low pressure storage device being higher than that Pressure level of the container is. The hybrid drive device according to the invention is thus provided with a three-tank system comprising the container, the low pressure storage device and the high pressure storage device. These three containers of the three-tank system each have different pressure levels. The displacement machine delivers pressure medium from the low-pressure storage device to the high-pressure storage device or from the high-pressure storage device to the low-pressure storage device. The bias of the low pressure storage device is lower than the bias of the high pressure storage device. The pressure level of the container having the function of a tank is lower than the bias of the low pressure storage device. As a result, special advantages are achieved because a high absorbency of the positive displacement machine is ensured by a corresponding bias of the low-pressure storage device, which allows high performance of the hybrid drive device. At the same time leads by the connection of the housing interior of the displacement machine with the container, the bias of the low-pressure accumulator device does not increase the internal pressure of the housing. In the invention, rather, the internal pressure of the casing of the displacement machine corresponds to the pressure level of the container, so that a simple and cost-effective sealing of the housing interior of the displacement machine to the environment in the field of drive shaft is made possible.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter als nicht-vorgespannter Behälter ausgebildet, der mit der Umgebung in Verbindung steht, oder als vorgespannter Behälter ausgebildet. Ein nicht-vorgespannte Behälter steht mit der Umgebung und somit der Atmosphäre in Verbindung und bildet somit einen drucklosen Tank. Der Gehäuseinnendruck des Gehäuses der Verdrängermaschine entspricht somit dem Druck der Umgebung, so dass eine einfache und kostengünstige Abdichtung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine zur Umgebung im Bereich der Triebwelle ermöglicht wird. Alternativ kann der Behälter unter einer geringfügigen Vorspannung stehen, die geringer als die Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung ist, so dass ebenfalls eine einfache und kostengünstige Abdichtung des Gehäuseinnenraums der Verdrängermaschine zur Umgebung im Bereich der Triebwelle ermöglicht wird. Ein derartiger auf eine geringe Vorspannung vorgespannter Behälter kann beispielsweise mit Druckluft aus einer Druckluftquelle auf ein geringes Druckniveau vorgespannt werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the container is designed as a non-preloaded container, which communicates with the environment, or formed as a prestressed container. A non-prestressed container communicates with the environment and thus the atmosphere, forming a pressureless tank. The housing internal pressure of the housing of the displacement machine thus corresponds to the pressure of the environment, so that a simple and cost-effective sealing of the housing interior of the displacement machine to the environment in the region of the drive shaft is made possible. Alternatively, the container may be under a slight bias, which is lower than the bias of the low-pressure storage device, so that also a simple and cost-effective sealing of the housing interior of the displacement machine to the environment in the drive shaft is made possible. Such a biased to a low bias container can be biased for example with compressed air from a compressed air source to a low pressure level.
Die Hochdruckspeichervorrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als vorgespannter Druckspeicher, insbesondere Blasenspeicher, Kolbenspeicher oder Membranspeicher, ausgebildet. Bevorzugt steht die Hochdruckspeichervorrichtung unter einer Gasvorspannung. The high-pressure storage device is formed according to a preferred embodiment of the invention as a prestressed pressure accumulator, in particular bladder accumulator, piston accumulator or diaphragm accumulator. Preferably, the high pressure storage device is under a gas bias.
Die Niederdruckspeichervorrichtung ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als vorgespannter Druckspeicher, insbesondere vorgespannter Behälter, zum Beispiel durch Druckluftquelle, Blasenspeicher, Kolbenspeicher oder Membranspeicher, ausgebildet. Bevorzugt steht die Niederdruckspeichervorrichtung unter einer Gasvorspannung. The low-pressure storage device is formed according to an embodiment of the invention as a prestressed accumulator, in particular prestressed container, for example by compressed air source, bladder accumulator, piston accumulator or diaphragm accumulator. Preferably, the low-pressure storage device is under a gas bias.
Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und einer kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung ergeben sich besondere Vorteile, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Hochdruckspeichervorrichtung und die Niederdruckspeichervorrichtung als Doppelkolbenspeicher ausgebildet sind. Mit einem Doppelkolbenspeicher kann mit besonders geringem Bauraumbedarf die Funktion der Hochdruckspeichervorrichtung und der Niederdruckspeichervorrichtung erzielt werden. With regard to a simple construction and a compact construction of the hybrid drive device according to the invention, there are particular advantages if, according to one embodiment of the invention, the high-pressure storage device and the low-pressure storage device are designed as double piston accumulators. With a double piston accumulator, the function of the high-pressure accumulator device and the low-pressure accumulator device can be achieved with a particularly small space requirement.
Hinsichtlich eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus der Hybridantriebseinrichtungen ergeben sich Vorteile, wenn die Verdrängermaschine im offenen Kreislauf betrieben ist und bei gleicher Drehrichtung sowie gleicher Durchflussrichtung eines Druckmittels als Pumpe und Motor betreibbar ist, wobei an eine auslassseitige Förderseite der Verdrängermaschine eine Förderleitung angeschlossen ist, die im Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine mit der Hochdruckspeichervorrichtung und im Motorbetrieb der Verdrängermaschine mit der Niederdruckspeichervorrichtung verbunden ist, und wobei an eine einlassseitige Saugseite der Verdrängermaschine eine Ansaugleitung angeschlossen ist, die im Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine mit der Niederdruckspeichervorrichtung und im Motorbetrieb der Verdrängermaschine mit der Hochdruckspeichervorrichtung verbunden ist, wobei zur Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Verdrängermaschine eine Ventileinrichtung vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße hydrostatische Hybridantriebseinrichtung besteht aus einer im offenen Kreislauf betriebenen hydrostatischen Verdrängermaschine, die bei gleicher Drehrichtung sowie gleicher Durchflussrichtung eines Druckmittels als Pumpe und Motor betreibbar ist. Die Verdrängermaschine steht an einer auslassseitigen Förderseite mit einer Förderleitung in Verbindung, mit der die von dem Antriebsstrang angetriebene Verdrängermaschine im Pumpenbetrieb Druckmittel in die Hochdruckspeichervorrichtung fördert. Die Hochdruckspeichervorrichtung stellt hierbei den einzigen Verbraucher der Verdrängermaschine dar, so dass bei der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung die Verdrängungsmaschine während der Energierückgewinnung ausschließlich in die Hochdruckspeichervorrichtung fördert. Im Pumpenbetrieb während der Energierückgewinnung wird der Verdrängermaschine Druckmittel an der Saugseite aus der Niederdruckspeichervorrichtung zugeführt und die Verdrängermaschine fördert an der Förderseite in die Hochdruckspeichervorrichtung. Im Motorbetrieb wird die Verdrängermaschine an der Saugseite von dem Druckmittel aus der Hochdruckspeichervorrichtung angetrieben und fördert das an der Saugseite zugeführte Druckmittel über die Förderseite in die Niederdruckspeichervorrichtung. Im Motorbetrieb gibt somit die Verdrängermaschine ein Drehmoment an den Antriebsstrang ab. Eine derartige im offenen Kreislauf betriebene Verdrängermaschine, die Druckmittel zwischen der Niederdruckspeichervorrichtung und der Hochdruckspeichervorrichtung hin- und herfördert, weist einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auf. Da bei der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung die Hochdruckspeichervorrichtung den einzigen Verbraucher der Verdrängermaschine bildet, kann ein kompakter Aufbau der Hybridantriebseinrichtung erzielt werden. With regard to a simple and inexpensive construction of the hybrid drive devices, there are advantages if the displacement machine is operated in an open circuit and in the same direction of rotation and the same flow direction of a pressure medium as a pump and motor is operable, wherein an outlet side of the displacement machine a delivery line is connected to the outlet Pumping operation of the displacement machine is connected to the high-pressure storage device and in the engine operation of the displacement machine with the low-pressure storage device, and wherein connected to an inlet-side suction side of the displacement machine, a suction line which is connected in the pump operation of the displacement machine with the low pressure storage device and in the engine operation of the positive displacement machine with the high pressure storage device For controlling the pump and motor operation of the displacement machine, a valve device is provided. The hydrostatic hybrid drive device according to the invention consists of a hydrostatic displacement machine operated in an open circuit, which can be operated as pump and motor with the same direction of rotation and the same flow direction of a pressure medium. The displacement machine is connected to an outlet-side delivery side with a delivery line in connection with the driven by the drive train displacement machine promotes pumping fluid pressure medium in the high pressure storage device. In this case, the high-pressure storage device represents the sole consumer of the displacement machine, so that in the case of the hybrid drive device according to the invention, the displacement machine promotes exclusively into the high-pressure storage device during the energy recovery. During pump operation during energy recovery, the displacement machine is supplied with pressure medium on the suction side from the low-pressure storage device, and the displacement machine conveys on the delivery side into the high-pressure storage device. During engine operation, the displacement machine is driven on the suction side by the pressure medium from the high-pressure storage device and conveys the pressure medium supplied at the suction side via the delivery side into the low-pressure storage device. During engine operation, the displacement machine thus outputs a torque to the drive train. Such an open-circuit operated displacement machine, which conveys pressure medium between the low pressure storage device and the high pressure storage device back and forth, has a simple and inexpensive construction. In the hybrid drive device of the present invention, since the high-pressure accumulator device constitutes the sole load of the positive displacement machine, a compact structure of the hybrid drive device can be achieved.
Da bei der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb die systembedingten Leckagen der Verdrängermaschine in den Behälter abströmen, steht die Leckagedruckmittelmege nicht mehr in der Niederdruckspeichervorrichtung und der Hochdruckspeichervorrichtung für die Energierückgewinnung zur Verfügung. Um die durch die Leckage zum Behälter abströmende und in den Speichervorrichtungen fehlende Druckmittelmenge wieder ausgleichen und auffüllen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Ladeeinrichtung vorgesehen, die ein Laden der Niederdruckspeichervorrichtung durch einen Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine mit Druckmittel aus dem Behälter ermöglicht. Since in the hybrid drive device according to the invention in pump operation and in engine operation, the system-related leaks of the displacement machine flow into the container, the Leckagedruckmittelmege is no longer available in the low-pressure storage device and the high-pressure storage device for energy recovery. In order to compensate for the leaking to the container and missing in the storage devices pressure medium quantity again and fill, according to an advantageous embodiment of the invention, a charging device is provided which allows loading of the low-pressure storage device by a pump operation of the displacement machine with pressure medium from the container.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht die Ansaugleitung der Verdrängermaschine mit dem Behälter in Verbindung, wobei an die Ansaugleitung zumindest eine Entladeleitung der Hochdruckspeichervorrichtung und der Niederdruckspeichervorrichtung angeschlossen ist, wobei die Ladeeinrichtung ein Sperrventil aufweist, das in der Ansaugleitung zwischen dem Anschluss der zumindest einen Entladeleitung sowie dem Behälter angeordnet und als ein in Richtung zu dem Behälter sperrendes Sperrventil ausgebildet ist. In der von dem Behälter zu der Saugseite der Verdrängermaschine geführten Ansaugleitung ist ein in Richtung zu dem Behälter sperrendes Sperrventil angeordnet. Im Ladebetrieb kann somit die als Pumpe betriebene Verdrängermaschine Druckmittel über das sich öffnende Sperrventil aus dem Behälter ansaugen. Zumindest eine Entladeleitung, die zum Entladen der Hochdruckspeichervorrichtung und der Niederdruckspeichervorrichtung vorgesehen ist, ist an die Ansaugleitung zwischen der Saugseite der Verdrängermaschine und dem Sperrventil angeschlossen. Im Motorbetrieb der Verdrängungsmaschine, wobei der Verdrängungsmaschine an der Saugseite das unter Druck stehende Druckmittel aus der Hochdruckspeichervorrichtung zugeführt wird, wird somit mit dem in der Ansaugleitung angeordneten Sperrventil auf einfache Weise ein Abströmen des Druckmittels aus der Hochdruckspeichervorrichtung in den Behälter verhindert. Im Pumpenbetrieb wird der Verdrängermaschine Druckmittel an der Saugseite aus der Niederdruckspeichervorrichtung an der Saugseite zugeführt. Aufgrund der über dem Druckniveau des Behälters liegenden Vorspannung der Niederdruckspeichervorrichtung wird das Sperrventil in die Sperrstellung beaufschlagt, so dass ein Ansaugen von Druckmittel aus der Niederdruckspeichervorrichtung im Pumpenbetrieb während der Energierückgewinnung sichergestellt ist, um eine hohe Saugfähigkeit der Verdrängermaschine im Pumpenbetrieb beim Laden der Hochruckspeichervorrichtung gewährleistet ist. According to an advantageous embodiment of the invention, the suction line of the positive displacement machine communicates with the container, wherein at least one discharge line of the high-pressure accumulator device and the low-pressure accumulator device is connected to the intake line, wherein the charging device has a shut-off valve which is located in the intake line between the connection of the at least one discharge line and the container is arranged and designed as a blocking in the direction of the container check valve. In the guided from the container to the suction side of the displacement machine suction a blocking in the direction of the container check valve is arranged. In the loading mode can thus be used as a pump operated displacement machine suck in pressure medium via the opening check valve from the container. At least one discharge line provided for discharging the high-pressure storage device and the low-pressure storage device is connected to the suction pipe between the suction side of the positive displacement machine and the shut-off valve. In engine operation of the displacement machine, wherein the displacement machine is supplied to the suction side, the pressurized pressure medium from the high-pressure accumulator device, thus preventing the arranged in the suction valve in a simple manner, a discharge of the pressure medium from the high pressure storage device into the container. During pump operation, the displacement machine is supplied with pressure medium on the suction side from the low-pressure storage device on the suction side. Due to the bias of the low pressure storage device over the pressure level of the container, the check valve is biased to ensure suction of pressure medium from the low pressure storage device during pump recovery during energy recovery to ensure high suction capability of the positive displacement machine during pumping operation of the high pressure storage device ,
Die Ladeeinrichtung umfasst gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung eine Ladeleitung, die von der Förderleitung der Verdrängermaschine zu der Niederdruckspeichervorrichtung geführt ist, und ein in der Ladeleitung angeordnetes Ladeventil. Mit einer derartigen Ladeleitung kann auf einfache Weise erzielt werden, dass das über das geöffnete Sperrventil aus dem Behälter angesaugte Druckmittel von der Verdrängermaschine in die Niederdruckspeichervorrichtung gefördert werden kann, um die Leckagen auszugleichen. According to an advantageous embodiment of the invention, the charging device comprises a charging line, which is led from the delivery line of the displacement machine to the low-pressure storage device, and a charging valve arranged in the charging line. With such a charging line can be achieved in a simple manner that the sucked on the open check valve from the container pressure medium can be promoted by the positive displacement machine in the low-pressure storage device to compensate for the leakage.
Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus ergeben sich Vorteile, wenn das Ladeventil eine Sperrstellung und eine Durchflussstellung aufweist. Im Pumpen- und Motorbetrieb der Verdrängermaschine zur Energierückgewinnung befindet sich das Ladeventil in der Sperrstellung. Für den Ladebetrieb und das Laden der Niederdruckspeichervorrichtung wird das Ladeventil in eine Durchflussstellung aufgesteuert. With regard to a simple construction, there are advantages when the charging valve has a blocking position and a flow position. During pump and motor operation of the displacement machine for energy recovery, the charging valve is in the blocking position. For charging and charging the low-pressure storage device, the charging valve is opened in a flow position.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Ladeventil als Schaltventil ausgebildet, wodurch einfacher und kostengünstiger Aufbau des Ladeventils erzielt wird. According to an advantageous embodiment of the invention, the charging valve is designed as a switching valve, whereby a simple and inexpensive construction of the charging valve is achieved.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in der Förderleitung ein in Richtung zur Verdrängermaschine sperrendes Sperrventil angeordnet. Ein derartiges Sperrventil in der Förderleitung verhindert auf einfache Weise den Rücklauf von Druckmittel aus der Hochdruckspeichervorrichtung zur Förderseite der Verdrängermaschine. Mit einem derartigen Sperrventil kann auf schaltungstechnisch einfache Weise der Ladebetrieb der Hochdruckspeichervorrichtung durchgeführt werden und bei aufgeladenem Hochdruckspeichervorrichtung ein Abströmen des Druckmittels aus der Hochdruckspeichervorrichtung zur Förderseite der Verdrängermaschine verhindert werden. According to one embodiment of the invention, a blocking in the direction of the displacement machine shut-off valve is arranged in the delivery line. Such a check valve in the delivery line prevents in a simple way the return of pressure medium from the high pressure storage device to the delivery side of the positive displacement machine. With such a check valve, the charging operation of the high-pressure accumulator device can be carried out in a circuitically simple manner and, with the high-pressure accumulator device charged, an outflow of the pressure medium from the high-pressure accumulator device to the delivery side of the positive displacement machine can be prevented.
Die Ventileinrichtung zur Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Verdrängermaschine weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung eine erste Ventileinrichtung auf, die an die Förderleitung der Verdrängermaschine, an eine zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung, an eine zu der Ansaugleitung geführte Entladeleitung der Hochdruckspeichervorrichtung und an eine zu der Niederdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung angeschlossen ist. Mit einer derartigen ersten Ventileinrichtung kann auf einfache Weise die Verbindung der Förderleitung der Verdrängungsmaschine mit der Hochdruckspeichervorrichtung bzw. der Niederdruckspeichervorrichtung sowie die Verbindung der Entladeleitung der Hochdruckspeichervorrichtung mit der Ansaugleitung der Verdrängermaschine für den Pumpen- und Motorbetrieb der Verdrängermaschine gesteuert werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the valve device for controlling the pump and motor operation of the displacement machine has a first valve device which is connected to the delivery line of the positive displacement machine, to a connection line led to the high-pressure storage device, to a discharge line of the high-pressure storage device guided to the suction line and to a discharge line connected to the low pressure storage device connecting line is connected. With such a first valve device can be easily controlled the connection of the delivery line of the displacement machine with the high pressure storage device and the low pressure storage device and the connection of the discharge line of the high pressure storage device with the suction line of the displacement machine for the pump and motor operation of the positive displacement machine.
Die erste Ventileinrichtung weist zweckmäßigerweise eine Pumpenbetriebsstellung auf, in der die Förderleitung der Verdrängermaschine mit der zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung verbunden ist und die Entladeleitung der Hochdruckspeichervorrichtung sowie die zu der Niederdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung abgesperrt sind, und eine Motorbetriebsstellung auf, in der die zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung mit der Entladeleitung der Hochdruckspeichervorrichtung verbunden ist und die Förderleitung der Verdrängermaschine mit der zu der Niederdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung verbunden ist. Hierdurch kann mit der ersten Ventileinrichtung auf einfache Weise erzielt werden, dass die Verdrängermaschine im Pumpenbetrieb Druckmittel zum Laden der Hochdruckspeichervorrichtung in die Hochdruckspeichervorrichtung fördert und im Motorbetrieb das aus der Hochdruckspeichervorrichtung an der Saugseite zugeführte Druckmittel in die Niederdruckspeichervorrichtung fördert. The first valve means expediently has a pump operating position in which the delivery line of the positive displacement machine is connected to the connection line led to the high pressure storage device and the discharge line of the high pressure storage device and the connection line led to the low pressure storage device are shut off, and an engine operating position in which the high pressure storage device guided connecting line is connected to the discharge line of the high pressure storage device and the delivery line of the positive displacement machine is connected to the guided to the low pressure storage device connecting line. In this way, can be achieved with the first valve device in a simple manner that promotes the positive displacement pump in pressure pumping means for loading the high-pressure accumulator device in the high-pressure accumulator device and promotes the engine supplied from the high-pressure accumulator device on the suction side pressure medium in the low-pressure accumulator device.
Die Ventileinrichtung zur Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Verdrängermaschine weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung eine zweite Ventileinrichtung auf, die in einer zu der Ansaugleitung geführten Entladeleitung der Niederdruckspeichervorrichtung angeordnet ist. Mit einer derartigen zweiten Ventileinrichtung kann auf einfache Weise die Verbindung der Entladeleitung der Niederdruckspeichervorrichtung mit der Ansaugleitung der Verdrängermaschine für den Pumpen- und Motorbetrieb der Verdrängermaschine gesteuert werden. The valve device for controlling the pump and motor operation of the displacement machine, according to an advantageous embodiment of the invention, a second valve means which is arranged in a guided to the suction discharge line of the low pressure storage device. With such a second valve device can easily connect the Discharge line of the low-pressure accumulator device are controlled with the suction line of the positive displacement machine for the pump and motor operation of the positive displacement machine.
Die zweite Ventileinrichtung weist zweckmäßigerweise eine Pumpenbetriebsstellung auf, in der die Entladeleitung der Niederdruckspeichervorrichtung geöffnet ist, und eine Motorbetriebsstellung auf, in der Entladeleitung der Niederdruckspeichervorrichtung abgesperrt ist. Hierdurch kann mit der zweiten Ventileinrichtung auf einfache Weise erzielt werden, dass der Verdrängermaschine im Pumpenbetrieb an der Saugseite Druckmittel aus der Niederdruckspeichervorrichtung zugeführt wird. The second valve means expediently has a pump operating position in which the discharge line of the low-pressure storage device is opened, and an engine operating position in which the discharge line of the low-pressure storage device is shut off. As a result, can be achieved with the second valve device in a simple manner that the displacement machine is supplied in pump operation on the suction side of pressure medium from the low pressure storage device.
Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus ergeben sich Vorteile, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die zweite Ventileinrichtung als Schaltventil ausgebildet ist. With regard to a simple construction, there are advantages if, according to one embodiment of the invention, the second valve device is designed as a switching valve.
Die Ventileinrichtung zur Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Verdrängermaschine weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung eine Steuerventileinrichtung auf, die an die Förderleitung der Verdrängermaschine, an eine zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung und an eine zu der Ansaugleitung geführte gemeinsame Entladeleitung der Hochdruckspeichervorrichtung und der Niederdruckspeichervorrichtung sowie an eine zu der Niederdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung angeschlossen ist. Mit einer derartigen Steuerventileinrichtung, die an eine gemeinsame Entladeleitung angeschlossen ist, mittels der sowohl die Verbindung der Hochdruckspeichervorrichtung als auch die Verbindung der Niederdruckspeichervorrichtung mit der Ansaugleitung der Verdrängermaschine gesteuert werden kann, kann auf einfache Weise nur mit einem Ventil die Verbindung der Förderleitung der Verdrängungsmaschine mit der Hochdruckspeichervorrichtung bzw. der Niederdruckspeichervorrichtung sowie die Verbindung der Hochdruckspeichervorrichtung und der Niederdruckspeichervorrichtung mittels der gemeinsamen Entladeleitung mit der Ansaugleitung der Verdrängermaschine für den Pumpen- und Motorbetrieb der Verdrängermaschine gesteuert werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the valve device for controlling the pump and motor operation of the displacement machine has a control valve device which is connected to the delivery line of the positive displacement machine, to a connection line led to the high-pressure storage device and to a common discharge line of the high-pressure storage device and the low-pressure storage device guided to the suction line and connected to a guided to the low-pressure storage device connection line. With such a control valve device, which is connected to a common discharge line, by means of both the connection of the high pressure storage device and the connection of the low pressure storage device with the suction line of the positive displacement machine can be controlled in a simple way with only one valve, the connection of the delivery line of the displacement machine the high-pressure storage device and the low-pressure storage device and the connection of the high-pressure accumulator device and the low-pressure accumulator device are controlled by means of the common discharge line to the suction line of the displacement machine for the pump and motor operation of the positive displacement machine.
Die Steuerventileinrichtung weist zweckmäßigerweise eine Pumpenbetriebsstellung auf, in der die Förderleitung der Verdrängermaschine mit der zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung verbunden ist und die gemeinsame Entladeleitung mit der zur Niederdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung verbunden ist, und eine Motorbetriebsstellung auf, in der die zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführte Verbindungsleitung mit der gemeinsamen Entladeleitung verbunden ist und die Förderleitung der Verdrängermaschine mit der zu der Niederdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung verbunden ist. Hierdurch kann mit der Steuerventileinrichtung auf einfache Weise erzielt werden, dass der Verdrängermaschine im Pumpenbetrieb mittels der gemeinsamen Entladeleitung an der Saugseite Druckmittel aus der Niederdruckspeichervorrichtung zugeführt wird und die Verdrängermaschine das Druckmittel zum Laden der Hochdruckspeichervorrichtung in die Hochdruckspeichervorrichtung fördert sowie im Motorbetrieb das aus der Hochdruckspeichervorrichtung mittels der gemeinsamen Entladeleitung an der Saugseite zugeführte Druckmittel in die Niederdruckspeichervorrichtung fördert. The control valve means expediently has a pump operating position, in which the delivery line of the positive displacement machine is connected to the connection line led to the high pressure storage device and the common discharge line is connected to the connection line led to the low pressure storage device, and an engine operating position in which the connection line led to the high pressure storage device the common discharge line is connected and the delivery line of the positive displacement machine is connected to the guided to the low pressure storage device connecting line. This can be achieved with the control valve device in a simple manner that the displacement machine is supplied in the pump operation by means of the common discharge line on the suction side pressure medium from the low pressure storage device and the displacement machine promotes the pressure medium for loading the high pressure storage device in the high pressure storage device and in the engine operation by means of the high pressure storage device the common discharge line on the suction side supplied pressure medium in the low pressure storage device promotes.
Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus ergeben sich Vorteile, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die erste Ventileinrichtung oder die Steuerventileinrichtung als Schaltventil ausgebildet ist. With regard to a simple construction, there are advantages if, according to one embodiment of the invention, the first valve device or the control valve device is designed as a switching valve.
Sofern die erfindungsgemäße Antriebseinrichtungen in einem Fahrzeug zur Energiegewinnung im Bremsbetrieb des Fahrzeugs verwendet wird, ergeben sich besondere Vorteile, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Bremsmomenterzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die im Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine ein an der Verdrängermaschine anstehendes Bremsmoment erzeugt. Sofern der aktuell in der Hochdruckspeichervorrichtung anstehende Speicherladedruck nicht ausreichend ist, um im Bremsbetrieb des Fahrzeugs durch den Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine ein ausreichendes Bremsmoment aufzubauen, kann mit einer Bremsmomenterzeugungseinrichtung auf einfache Weise eine gewünschte Bremsleistung eingestellt werden. If the drive devices according to the invention are used in a vehicle for generating energy during braking operation of the vehicle, there are particular advantages if, according to a development of the invention, a brake torque generating device is provided which generates a braking torque applied to the positive displacement machine during pump operation of the displacement machine. If the currently in the high-pressure accumulator device pending accumulator boost pressure is not sufficient to build a sufficient braking torque during braking operation of the vehicle by the pump operation of the positive displacement machine, can be set with a brake torque generating device in a simple manner, a desired braking performance.
Die Bremsmomenterzeugungseinrichtung weist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Retarderventil auf, das in der zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung angeordnet ist. Mit einem in der zur der Hochdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung und somit im Zulauf der Hochdruckspeichervorrichtung angeordneten Retarderventil kann auf einfache Weise an der Förderseite der Verdrängermaschine bei einem nicht ausreichenden Speicherladedruck der Hochdruckspeichervorrichtung der Druck angehoben werden und ein Druck an der Förderseite der Verdrängermaschine entsprechend der gewünschten Bremsleistung eingestellt werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the brake torque generating device has a retarder valve which is arranged in the connecting line guided to the high-pressure storage device. With a guided in the high pressure storage device connecting line and thus arranged in the inlet of the high-pressure accumulator retarder valve can be easily raised at the discharge side of the displacement machine at an insufficient accumulator charging pressure of the high-pressure accumulator device, the pressure and set a pressure on the delivery side of the positive displacement machine according to the desired braking performance become.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsmomenterzeugungseinrichtung von einer zusätzlichen Steuerstellung der ersten Ventileinrichtung oder der Steuerventileinrichtung gebildet, in der die Verbindung der Förderleitung der Verdrängermaschine mit der zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung drosselbar ist. Mit einer zusätzlichen Steuerstellung der ersten Ventileinrichtung, wobei die zusätzliche Steuerstellung die Verbindung der Förderleitung der Verdrängermaschine mit der zu der Hochdruckspeichervorrichtung geführten Verbindungsleitung drosselt, kann auf einfache Weise an der Förderseite der Verdrängermaschine bei einem nicht ausreichenden Speicherladedruck der Hochdruckspeichervorrichtung der Druck angehoben werden und ein Druck an der Förderseite der Verdrängermaschine entsprechend der gewünschten Bremsleistung eingestellt werden. According to an alternative embodiment of the invention, the brake torque generating device is formed by an additional control position of the first valve device or the control valve device, in which the connection of the delivery line of the positive displacement machine with the High-pressure storage device guided connection line can be throttled. With an additional control position of the first valve device, wherein the additional control position throttles the connection of the delivery line of the displacement machine with the guided to the high pressure storage device connecting line, can be easily raised at the delivery side of the positive displacement machine at insufficient storage boost pressure of the high pressure storage device, the pressure and a pressure be set on the delivery side of the displacement machine according to the desired braking power.
Die erste Ventileinrichtung oder die Steuerventileinrichtung ist hierzu gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung als in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil ausgebildet. Mit einem in Zwischenstellungen drosselnden Wegeventil, beispielsweise einem proportionalen Wegeventil, wird es auf einfache Weise ermöglicht, den Druck an der Förderseite der Verdrängermaschine entsprechend der gewünschten Bremsleistung einzustellen. The first valve device or the control valve device is designed for this purpose according to an advantageous embodiment of the invention as throttling in intermediate positions directional control valve. With a directional control valve throttling in intermediate positions, for example a proportional directional control valve, it is possible in a simple manner to set the pressure on the delivery side of the displacement machine according to the desired braking power.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Ventileinrichtung und das Ladeventil elektrisch betätigbar und stehen zur Betätigung mit einer elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung, die eingangsseitig mit einer den Speicherdruck der Hochdruckspeichervorrichtung erfassenden Sensoreinrichtung und einer den Speicherdruck der Niederdruckspeichervorrichtung erfassenden Sensoreinrichtung in Verbindung steht. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Steuerungsaufwand, da mit einer elektronischen Steuereinrichtung und einer von dieser elektrisch betätigbaren Ventileinrichtung in Abhängigkeit von dem mittels der Sensoreinrichtung erfassten Speicherdruck der Hochdruckspeichervorrichtung durch entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtung der Pumpenbetrieb der Verdrängungsmaschine zum Laden der Hochdruckspeichervorrichtung eingeleitet werden kann sowie bei einem entsprechenden in der Hochdruckspeichervorrichtung anstehenden Speicherladedruck durch entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtung der Motorbetrieb der Verdrängungsmaschine eingeleitet werden kann, um ein Drehmoment an den Antriebsstrang abzugeben. Zudem kann anhand der Sensoreinrichtungen ein zu geringer Ladedruck der beiden Speichervorrichtungen auf einfache Weise erkannt werden und mittels des elektrisch betätigbaren Ladeventils mit einer elektronischen Steuereinrichtung die Niederdruckspeichervorrichtung mit Druckmittel aus dem Behälter aufgeladen werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the valve device and the charging valve are electrically actuated and are for actuation with an electronic control device in communication, the input side with a memory pressure of the high-pressure accumulator device sensing sensor device and a memory pressure of the low-pressure accumulator device sensing sensor device is in communication. This results in a simple control effort, since with an electronic control device and one of this electrically actuated valve device in response to the sensed by the sensor device accumulator pressure of the high-pressure accumulator device by appropriate control of the valve means of the pump operation of the displacement machine for loading the high-pressure accumulator device can be initiated and at a corresponding in the high-pressure accumulator device pending accumulator charging pressure by appropriate control of the valve means of the engine operation of the displacement machine can be initiated to deliver a torque to the drive train. In addition, on the basis of the sensor devices, a too low charge pressure of the two storage devices can be detected in a simple manner and the low-pressure storage device can be charged with pressure medium from the container by means of the electrically actuated charge valve with an electronic control device.
In der elektronischen Steuereinrichtung sind vorteilhafterweise Betriebsstrategien hinterlegt, um die Hochdruckspeichervorrichtung in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Fahrzeugs mit überschüssiger Energie eines Antriebsmotors und/oder im Bremsbetrieb des Verbrauchers durch einen Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine aufzuladen. Hierdurch wird es möglich, die Hochdruckspeichervorrichtung in bestimmten Betriebszuständen, in denen am Antriebsmotor überschüssige Energie anfällt, zu laden und/oder in einem Bremsbetrieb des Verbrauchers mit der anfallenden Bremsenergie aufzuladen, um eine Energierückgewinnung zu ermöglichen. Die elektronische Steuereinrichtung steht hierzu mit entsprechenden Betätigungselementen in Verbindung, anhand derer der jeweilige Betriebszustand und/oder der Bremsbetrieb des Verbrauchers ermittelt werden kann, beispielsweise einer Fahrpedaleinrichtung oder einem Bremspedal bei der Ausführung des Verbrauchers als Fahrantrieb des Fahrzeugs. Operating strategies are advantageously stored in the electronic control device in order to charge the high-pressure storage device with excess energy of a drive motor as a function of operating conditions of the vehicle and / or during braking operation of the consumer by a pump operation of the displacement machine. This makes it possible to charge the high-pressure accumulator device in certain operating states in which excess energy is generated at the drive motor and / or charge it in a braking operation of the consumer with the resulting braking energy in order to enable energy recovery. The electronic control device is for this purpose in communication with corresponding actuators, by means of which the respective operating state and / or the braking operation of the consumer can be determined, for example, an accelerator pedal device or a brake pedal in the execution of the consumer as a drive of the vehicle.
Bei der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung kann die Verdrängermaschine im Motorbetrieb als Boosterantrieb des laufenden Antriebsmotors und/oder als hydraulischer Starter des abgestellten Antriebsmotors dienen. Die erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung kann somit zur Unterstützung des laufenden Antriebsmotors und/oder als hydraulischer Starter im Rahmen einer Start-Stopp-Funktion des Antriebsmotors verwendet werden, wobei sich aufgrund der robusten Bauweise und Funktion der Verdrängermaschine eine kostengünstige Start-Stopp-Funktion des Antriebsmotors erzielen lässt. In the case of the hybrid drive device according to the invention, the displacement machine can, during engine operation, serve as a booster drive of the running drive motor and / or as a hydraulic starter of the parked drive motor. The hybrid drive device according to the invention can thus be used to support the current drive motor and / or as a hydraulic starter in the context of a start-stop function of the drive motor, which can be achieved due to the robust design and function of the positive displacement machine, a cost-effective start-stop function of the drive motor ,
Weiterhin ist in der in der elektronischen Steuereinrichtung eine Ladestrategie hinterlegt, um die Niederdruckspeichervorrichtung in Abhängigkeit von den mittels der Sensoreinrichtungen erfasste Zuständen der Niederdruckspeichervorrichtung und der Hochdruckspeichervorrichtung durch einen Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine aufzuladen. Furthermore, a charging strategy is stored in the electronic control device in order to charge the low-pressure storage device as a function of the states of the low-pressure storage device and the high-pressure storage device detected by the sensor devices by a pump operation of the displacement machine.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Hochdruckspeichervorrichtung ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet. Im Pumpenbetrieb der Verdrängungsmaschine, in dem die Hochdruckspeichervorrichtung mit Druckmittel aufgeladen wird, kann über eine Druckbegrenzungsventil auf einfache Weise der Ladebetrieb abgesichert und der in der Hochdruckspeichervorrichtung anstehenden Speicherdruck abgesichert werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the high pressure storage device is associated with a pressure relief valve. In pump operation of the displacement machine in which the high-pressure accumulator device is charged with pressure medium, the charging operation can be secured in a simple manner via a pressure limiting valve and the accumulator pressure pending in the high-pressure accumulator device can be secured.
Vorteilhafterweise sichert das Druckbegrenzungsventil die Hochdruckspeichervorrichtung zur Niederdruckspeichervorrichtung ab. Über das Druckbegrenzungsventil aus der Hochdruckspeichervorrichtung abströmende Druckmittel bleibt somit in der Niederdruckspeichervorrichtung vorhanden und muss somit nicht durch einen Ladebetrieb aus dem Behälter ergänzt werden. Advantageously, the pressure relief valve secures the high pressure storage device to the low pressure storage device. Pressure medium flowing out of the high-pressure accumulator device via the pressure limiting valve thus remains present in the low-pressure accumulator device and thus does not have to be supplemented by a loading operation from the container.
Zweckmäßigerweise ist der Niederdruckspeichervorrichtung ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet. Mit einem derartigen Druckbegrenzungsventil kann auf einfache Weise der in der Niederdruckspeichervorrichtung anstehende Speicherdruck abgesichert werden. Conveniently, the low-pressure storage device is associated with a pressure relief valve. With such a pressure relief valve can be secured in a simple manner pending in the low-pressure storage device accumulator pressure.
Das Druckbegrenzungsventil sichert bevorzugt die Niederdruckspeichervorrichtung zum Behälter ab. The pressure limiting valve preferably secures the low-pressure storage device to the container.
Besondere Vorteile sind erzielbar, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Hochdruckspeichervorrichtung mittels eines Entlastungsventils zu dem Behälter oder der Niederdruckspeichervorrichtung entlastbar ist und/oder die Niederdruckspeichervorrichtung mittels eines Entlastungsventils zu dem Behälter entlastbar ist. Mit derartigen Entlastungsventilen können auf einfache Weise für Service- und Wartungsarbeiten die Hochdruckspeichervorrichtung sowie die Niederdruckspeichervorrichtung zu dem Behälter entlastet werden. Particular advantages can be achieved if, according to a development of the invention, the high-pressure storage device can be relieved by means of a relief valve to the container or the low-pressure storage device and / or the low-pressure storage device can be relieved by means of a relief valve to the container. With such relief valves, the high-pressure storage device and the low-pressure storage device can be relieved to the container in a simple manner for service and maintenance.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Triebwelle der Verdrängermaschine eine Kupplungseinrichtung zugeordnet. Mit einer derartigen Kupplungseinrichtung kann auf einfache Weise die triebliche Verbindung der Verdrängungsmaschine mit dem Antriebstrang hergestellt bzw. getrennt werden. Mit der Kupplungseinrichtung wird es auf einfache Weise ermöglicht, die Verdrängermaschine nur für den Ladebetrieb der Niederdruckspeichervorrichtung sowie während einer Energierückgewinnung durch einen Pumpen- und Motorbetrieb mit dem Antriebstrang zu verbinden und in anderen Betriebszuständen, beispielsweise bei längeren stationären Fahrsituation des Fahrzeugs, vom Antriebsstrang zu trennen, um einen permanenten und verlustbringenden Betrieb der Verdrängungsmaschine zu vermeiden. According to one embodiment of the invention, the drive shaft of the positive displacement machine is associated with a coupling device. With such a coupling device, the drive connection of the displacement machine to the drive train can be produced or separated in a simple manner. The coupling device makes it possible in a simple manner to connect the displacement machine to the drive train only for the charging operation of the low-pressure storage device and during energy recovery by pump and motor operation and to separate it from the drive train in other operating states, for example during prolonged stationary driving situation of the vehicle to avoid a permanent and lossy operation of the displacement machine.
Die Verdrängermaschine kann als im Verdrängervolumen konstantes Konstanttriebwerk ausgebildet sein. The displacement machine can be designed as constant-displacement engine in the displacement volume.
Alternativ kann die Verdrängermaschine als im Verdrängervolumen einseitig verstellbares Verstelltriebwerk ausgebildet sein, wobei eine Verdrängervolumenstelleinrichtung des Verstelltriebwerks ausgehend von einer Stellung mit minimalem Verdrängervolumen in eine Stellrichtung verstellbar ist. Aufgrund der gleich bleibenden Durchflussrichtung des Druckmittels der Verdrängungsmaschine im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb ergeben sich bei einer als Verstelltriebwerk ausgebildeten Verdrängungsmaschine besondere Vorteile hinsichtlich eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus der Verdrängungsmaschine, da die Verdrängungsmaschine als einseitig verstellbares Verstelltriebwerk ausgeführt werden kann, bei der eine Verdrängervolumenstelleinrichtung des Verstelltriebwerks ausgehend von einer Stellung mit minimalem Verdrängervolumen, beispielsweise einem von einem Anschlag definierten minimalen Fördervolumen, in eine einzige Stellrichtung verstellbar ist. Ein derartiges einseitig verstellbares Verstelltriebwerk weist gegenüber einem beidseitig verstellbaren Verstelltriebwerk einen deutlich vereinfachten Aufbau der Verstellung der Verdrängervolumenstelleinrichtung auf, so dass sich ein kostengünstiger und kompakter Aufbau der Verdrängermaschine ergibt. Alternatively, the displacement machine can be configured as an adjustment drive that can be adjusted on one side in the displacement volume, wherein a displacement volume adjustment device of the adjustment drive can be adjusted starting from a position with a minimum displacement volume in a direction of adjustment. Due to the constant flow direction of the pressure medium of the displacement machine in pump operation and engine operation arise in a trained as Verstelltriebwerk displacement machine particular advantages in terms of a simple and inexpensive construction of the displacement machine, since the displacement machine can be configured as unidirectionally adjustable adjusting drive, in which a displacement volume adjusting device of the adjustment starting from a position with a minimum displacer volume, for example a minimum delivery volume defined by a stop, in a single adjustment direction is adjustable. Such a unidirectionally adjustable adjusting mechanism has a significantly simplified construction of the adjustment of the displacer volume adjusting device compared with a reciprocally adjustable adjusting mechanism, so that a cost-effective and compact design of the displacer machine results.
Die Verdrängervolumenstelleinrichtung ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mittels einer hydraulischen Stelleinrichtung verstellbar, wobei die Stelleinrichtung zur Versorgung mit Druckmittel mit der Niederdruckspeichervorrichtung und/oder der Hochdruckspeichervorrichtung in Verbindung steht und wobei die Stelleinrichtung mit dem Behälter in Verbindung steht. Die Verstellung des Verdrängervolumens der Verdrängermaschine erfolgt somit mit Druckmittel und somit mit Energie aus der Niederdruckspeichervorrichtung und/oder der Hochdruckspeichervorrichtung, wobei die zum Verstellen der Verdrängervolumenstelleinrichtung erforderliche Druckmittelmenge aus der Niederdruckspeichervorrichtung und/oder der Hochdruckspeichervorrichtung entnommen wird. Nach dem Verstellen der Verdrängermaschine wird das Druckmittel in den Behälter entspannt. In Verbindung mit der Ladeeinrichtung kann das für die Verstellung des Verdrängervolumens der Verdränger aus der Niederdruckspeichervorrichtung und/oder der Hochdruckspeichervorrichtung entnommene und anschließend zum Behälter abgeführte Druckmittelmenge auf einfache Weise wieder in der Niederdruckspeichervorrichtung ergänzt werden. The displacer volume adjusting device is adjustable according to an advantageous embodiment of the invention by means of a hydraulic adjusting device, wherein the adjusting device for supplying pressure medium with the low-pressure accumulator device and / or the high-pressure accumulator device is in communication and wherein the adjusting device is in communication with the container. The adjustment of the displacer volume of the displacement machine thus takes place with pressure medium and thus with energy from the low-pressure storage device and / or the high-pressure storage device, wherein the amount of pressure medium required for adjusting the displacer volume adjusting device is taken from the low-pressure storage device and / or the high-pressure storage device. After adjusting the displacement machine, the pressure medium is released into the container. In connection with the charging device, the pressure medium quantity removed for the adjustment of the displacer volume of the displacers from the low-pressure storage device and / or the high-pressure storage device and subsequently discharged to the container can be easily replenished in the low-pressure storage device.
Die Verdrängervolumenstelleinrichtung des Verstelltriebwerks steht vorteilhafterweise zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung. Von der elektronischen Steuereinrichtung kann somit durch entsprechendes Einstellen der Verdrängervolumenstelleinrichtung und somit des Verdrängervolumens des Verstelltriebwerks das Drehmoment der Verdrängermaschine gesteuert werden, das in Verbindung mit dem in der Hochdruckspeichervorrichtung anstehenden Speicherdruck im Pumpenbetrieb von der Verdrängungsmaschine aufgenommen bzw. im Motorbetrieb von der Verdrängungsmaschine abgegeben wird. The displacer volume adjusting device of the adjusting engine is advantageously connected to the control with the electronic control device in connection. The torque of the displacement machine can thus be controlled by the electronic control device by appropriately adjusting the displacement volume adjusting device and thus the displacement volume of the adjusting, which is received in the pumping operation of the displacement machine in connection with the memory pressure in the high-pressure accumulator device or discharged by the displacement machine during engine operation.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einem von einem Antriebsmotor angetriebenen Antriebsstrang und einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Hybridantriebseinrichtung, wobei der Antriebsstrang als Parallelhybrid ausgebildet ist und zumindest einen Verbraucher aufweist. Mit der erfindungsgemäßen hydrostatischen Hybridantriebseinrichtung kann in einem Fahrzeug auf einfache und kostengünstige Weise sowie mit einem geringen Bauraumbedarf für die Hybridantriebseinrichtung ein paralleler Hybrid geschaffen werden, bei dem die Verdrängermaschine und der Antriebsmotor auf den Antriebsstrang wirken. The invention further relates to a vehicle having a drive train driven by a drive motor and a hydrostatic hybrid drive device according to the invention, wherein the drive train is designed as a parallel hybrid and has at least one consumer. With the hydrostatic hybrid drive device according to the invention can be created in a vehicle in a simple and cost-effective manner and with a low space requirement for the hybrid drive device, a parallel hybrid in which the Displacement machine and the drive motor act on the drive train.
Der Verbraucher kann als ein von einem Getriebe angetriebenes Drehwerk ausgebildet sein. Mit einer erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung kann bei einem Fahrzeug mit einem Drehwerk, beispielsweise einer als Bagger ausgebildeten Arbeitsmaschine, im Bremsbetrieb des Drehwerks eine Energierückgewinnung erfolgen und eine Unterstützung des Antriebsmotor beim Beschleunigen des Drehwerks erzielt werden. The consumer may be formed as a driven by a transmission slewing. With a hybrid drive device according to the invention, in a vehicle with a slewing gear, for example a working machine designed as an excavator, an energy recovery can take place during braking operation of the slewing gear and support of the drive motor during acceleration of the slewing gear can be achieved.
Der Verbraucher kann als eine von einem Getriebe angetriebene Antriebsachse mit zumindest zwei angetriebenen Antriebsrädern ausgebildet sein. Mit einer erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung kann bei einem Fahrzeug mit einem eine Antriebsachse umfassenden Fahrantrieb, beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder einem Omnibus, im Bremsbetrieb des Fahrzeugs eine Energierückgewinnung erfolgen und eine Unterstützung des Antriebsmotor beim Beschleunigen und/oder im Fahrbetrieb des Fahrzeugs erzielt werden. The consumer may be formed as a driven by a transmission drive axle with at least two driven drive wheels. With a hybrid drive device according to the invention, in a vehicle having a traction drive comprising a drive axle, for example a motor vehicle or a bus, an energy recovery can take place during braking operation of the vehicle and assistance of the drive motor during acceleration and / or driving of the vehicle can be achieved.
Aufgrund der kompakten Abmessungen und kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung kann die Hybridantriebseinrichtung im Antriebsstrang im direkten Durchtrieb angeordnet sein. Die Verdrängermaschine der Hybridantriebseinrichtung ist somit direkt in dem Antriebstrang eingebaut und integriert und ermöglicht einen Durchtrieb. Due to the compact dimensions and compact design of the hybrid drive device according to the invention, the hybrid drive device can be arranged in the drive train in direct drive. The displacement machine of the hybrid drive device is thus installed directly in the drive train and integrated and allows a drive through.
Alternativ kann die Hybridantriebseinrichtung über ein Verlagerungsgetriebe, insbesondere ein Stirnradgetriebe, mit dem Antriebsstrang verbunden sein. Die Verdrängermaschine der Hybridantriebseinrichtung ist somit über ein Verlagerungsgetriebe mit dem Antriebsstrang verbunden und in diesen integriert. Alternatively, the hybrid drive device via a displacement gear, in particular a spur gear, be connected to the drive train. The displacement machine of the hybrid drive device is thus connected via a displacement gear to the drive train and integrated in this.
Eine derartige Verbindung der Hybridantriebseinrichtung mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs über ein Verlagerungsgetriebe bietet die Möglichkeit, die Hybridantriebseinrichtung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mittels einer Kupplungseinrichtung mit dem Antriebsstrang zu verbinden und von dem Antriebsstrang zu trennen. Die Verdrängermaschine der Hybridantriebseinrichtung kann in der geöffneten Stellung der Kupplungseinrichtung temporär von dem Antriebstrang getrennt werden, wodurch in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei längeren stationären Fahrsituation des Fahrzeugs, ein permanenter und verlustbringender Betrieb der Verdrängungsmaschine vermieden werden kann. Such a connection of the hybrid drive device with the drive train of the vehicle via a displacement gearbox offers the possibility to connect the hybrid drive device according to an embodiment of the invention by means of a coupling device to the drive train and to separate from the drive train. The positive displacement machine of the hybrid drive device can be temporarily separated from the drive train in the open position of the clutch device, whereby a permanent and loss-making operation of the displacement machine can be avoided in certain operating conditions, for example during prolonged stationary driving situation of the vehicle.
Aufgrund der kompakten Abmessungen und kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung kann die Hybridantriebseinrichtung an einer beliebigen Stelle des Antriebsstranges eingebaut werden. Due to the compact dimensions and compact design of the hybrid drive device according to the invention, the hybrid drive device can be installed at any point of the drive train.
Gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Hybridantriebseinrichtung im Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor und einem den Verbraucher antreibenden Getriebe angeordnet. According to one embodiment of the invention, the hybrid drive device is arranged in the drive train between the drive motor and a transmission driving the consumer.
Mit besonderem Vorteil ist hierbei im Antriebsstrang im Kraftfluss zwischen der Hybridantriebseinrichtung und dem Getriebe eine Kupplungseinrichtung angeordnet. Bei geöffneter Kupplungseinrichtung kann von der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung auf einfache Weise ein Starten des abgestellten Antriebsmotors im Rahmen einer Start-Stopp-Funktion erzielt werden. With particular advantage, in this case a coupling device is arranged in the drive train in the power flow between the hybrid drive device and the transmission. When the clutch device is opened, the hybrid drive device according to the invention can easily be used to start the parked drive motor as part of a start-stop function.
Mit besonderem Vorteil ist hierbei im Antriebsstrang im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und der Hybridantriebseinrichtung eine Kupplungseinrichtung angeordnet. Sofern diese Kupplungseinrichtung geöffnet ist und eine Kupplungseinrichtung, die im Kraftfluss zwischen der Hybridantriebseinrichtung und dem Getriebe geschlossen ist, kann bei abgeschalteter Antriebsmaschine über die Hybridantriebseinrichtung der Verbraucher angetrieben werden. With particular advantage, a coupling device is arranged in the drive train in the power flow between the drive motor and the hybrid drive device. If this coupling device is open and a coupling device which is closed in the power flow between the hybrid drive device and the transmission, can be driven by the hybrid drive device of the consumer when the engine is switched off.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Hybridantriebseinrichtung im Antriebsstrang zwischen dem Getriebe und dem Verbraucher angeordnet. According to an alternative embodiment of the invention, the hybrid drive device is arranged in the drive train between the transmission and the consumer.
Mit besonderem Vorteil ist hierbei im Antriebsstrang im Kraftfluss zwischen dem Getriebe und der Hybridantriebseinrichtung eine Kupplungseinrichtung angeordnet. Bei geöffneter Kupplungseinrichtung kann bei abgeschalteter Antriebsmaschine über die Hybridantriebseinrichtung der Verbraucher angetrieben werden. With particular advantage, a clutch device is arranged in the drive train in the power flow between the transmission and the hybrid drive device. When the clutch device is open, the consumer can be driven when the prime mover is switched off via the hybrid drive device.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Hybridantriebseinrichtung mit einer Zusatzachse des Fahrzeugs trieblich verbunden. Sofern das Fahrzeug neben der über das Getriebe angetriebenen Antriebsachse eine Zusatzachse aufweist, die mit der Hybridantriebseinrichtung verbunden ist, kann im Bremsbetrieb des Fahrzeugs eine Energierückgewinnung erfolgen und im Fahrbetrieb des Fahrzeugs über die Zusatzachse von der Hybridantriebseinrichtung ein Zusatzdrehmoment aufgebracht werden. According to an alternative embodiment of the invention, the hybrid drive device is drivingly connected to an additional axle of the vehicle. If the vehicle has, in addition to the drive axle driven via the transmission, an additional axle which is connected to the hybrid drive device, an energy recovery can take place in the braking mode of the vehicle and an additional torque can be applied by the hybrid drive device while the vehicle is driving.
Mit besonderem Vorteil ist hierbei im Kraftfluss zwischen der Hybridantriebseinrichtung und der Zusatzachse eine Kupplungseinrichtung angeordnet. Mit einer derartigen Kupplungseinrichtung kann die Verdrängermaschine der Hybridantriebseinrichtung auf einfache Weise von der Zusatzachse getrennt werden. Die Verdrängermaschine der Hybridantriebseinrichtung kann in der geöffneten Stellung der Kupplungseinrichtung temporär von der Zusatzachse getrennt werden, wodurch in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei längeren stationären Fahrsituation des Fahrzeugs, ein permanenter und verlustbringender Betrieb der Verdrängungsmaschine vermieden werden kann. With particular advantage, a coupling device is arranged in the force flow between the hybrid drive device and the additional axle. With such a coupling device, the displacement machine of the hybrid drive device in a simple manner from the additional axis be separated. The positive displacement machine of the hybrid drive device can be temporarily separated from the additional axle in the open position of the clutch device, whereby a permanent and loss-making operation of the displacement machine can be avoided in certain operating conditions, for example during prolonged stationary driving situation of the vehicle.
Durch die Verbindung der Verdrängermaschine der Hybridantriebseinrichtung mit einem Nebenabtrieb des Antriebsmotors kann ebenfalls über die Verdrängermaschine ein als Boosterantrieb zur Unterstützung des laufenden Antriebsmotors und/oder ein hydraulischer Starter zum Starten des abgestellten Antriebsmotors im Rahmen einer Start-Stopp-Funktion geschaffen werden. Hierbei kann ebenfalls eine Kupplungseinrichtung vorgesehen sein, mit der die Verdrängermaschine vom Nebenabtrieb getrennt werden kann, um Verluste durch den dauernden Betrieb der Verdrängermaschine zu vermeiden. By connecting the displacement machine of the hybrid drive device with a power take-off of the drive motor can also be created via the positive displacement machine as a booster drive to support the current drive motor and / or a hydraulic starter to start the parked drive motor as part of a start-stop function. In this case, a coupling device may also be provided with which the positive-displacement machine can be separated from the power take-off in order to avoid losses due to the continuous operation of the positive-displacement machine.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows
In den
Die erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung H besteht aus einer hydrostatischen Verdrängermaschine
Die Verdrängermaschine
Der Gehäuseinnenraum des Gehäuses
Die Verdrängermaschine
An eine einlassseitige Saugseite S der Verdrängermaschine
An die Ansaugleitung
Die Ansaugleitung
Bei der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung H weist die Hochdruckspeichervorrichtung
In den
Membranspeicher, ausgebildet. Der Druckspeicher
Die Niederdruckspeichervorrichtung
Der Behälter
Zur Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Verdrängermaschine
Die Ventileinrichtung
Die erste Ventileinrichtung
In dem in der
Die Ventileinrichtung
In den in den
In dem Ausführungsbeispiel der
Die Steuerventileinrichtung
Die erfindungsgemäße Hybridantriebseinheit H der
In dem in den
Die Ventileinrichtungen
Der Hochdruckspeichervorrichtung
Weiterhin ist der Niederdruckspeichervorrichtung
Weiterhin ist die Hochdruckspeichervorrichtung
In den
Die Verdrängervolumenstelleinrichtung
Die Verdrängermaschine
Mit der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung H erfolgt bevorzugt bei einem Fahrzeug im Bremsbetrieb eines Verbrauchers eine Energierückgewinnung durch einen Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine
Um in einem Betriebszustand, in dem der aktuelle Speicherladedruck PH der Hochdruckspeichervorrichtung
In der
Die
Die
In der
In der
Die Bremsmomenterzeugungseinrichtung
Die Ventileinrichtung
Es versteht sich, dass bei der
Die
In den
In den in der
Um das in der Hybridantriebseinheit H der
Die Verdrängermaschine
Im normalen Betrieb ohne Energierückgewinnung durch die Hybridantriebseinrichtung H, beispielsweise einem normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs, wobei die Funktion der Hybridantriebseinrichtung H durch einen ausreichenden Ladezustand der Niederdruckspeichervorrichtung
Zum Initialisieren der Hybridantriebseinrichtung H bzw. zum Auf- bzw. Nachladen der Niederdruckspeichervorrichtung
Zum Laden der Hochdruckspeichervorrichtung
Im Pumpenbetrieb der Verdrängermaschine
In der elektronischen Steuereinrichtung
Sofern eine ausreichend geladene Hochdruckspeichervorrichtung
Im Motorbetrieb der Verdrängermaschine
Im Motorbetrieb der Verdrängermaschine
Durch den Motorbetrieb der Verdrängermaschine
In der elektronischen Steuereinrichtung
Die
Beim Einschalten des Fahrzeugs, beispielsweise mittels eines Schlüsselschalters
Wird von der elektronischen Steuereinrichtung
Wird von der elektronischen Steuereinrichtung
Soll ein abgestellter Verbrennungsmotor AM des Antriebsstranges mittels der Verdrängermaschine
Die erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung H ermöglicht eine kompakten, einfachen sowie kostengünstigen Aufbau. The hybrid drive device H according to the invention enables a compact, simple and cost-effective design.
Zudem stellt die Erfindung ein robuste und funktionssicher arbeitende hydrostatische Hybridantriebseinrichtung H zur Verfügung, wodurch sich besondere Vorteile im Rahmen einer Start-Stopp-Funktion des Antriebsmotors des Antriebsstranges ergeben, bei denen aufgrund einer hohen Anzahl von Startvorgängen eine robuste und funktionssichere Ausführung des Starters des Antriebsmotors erforderlich ist. In addition, the invention provides a robust and functionally reliable operating hydrostatic hybrid drive device H, resulting in particular advantages in the context of a start-stop function of the drive motor of the drive train, where due to a high number of starting operations, a robust and functionally reliable design of the starter of the drive motor is required.
Durch die Ausführung der Verdrängermaschine
Durch die Verwendung von drei Druckmittelbehältern auf unterschiedlichen Druckniveaus, nämlich der Hochdruckspeichervorrichtung
Die erfindungsgemäße hydrostatische Hybridantriebseinrichtung H der
In den
In den
Das in den
In den
In der
Die
In der
In der
In der
In der
Wie aus den
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