DE102015206399A1 - Hydraulic arrangement for a drive train with a hydraulic drive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung für einen Antriebsstrang mit einem Hydraulikantrieb, der ein Hydrauliksystem (4) mit mindestens einer Hydraulikmaschine (5) umfasst, und mit einem Getriebe, das ein hydraulisches Betätigungssystem (30) umfasst. Um den Antriebsstrang mit einem Hydraulikantrieb funktionell und/oder im Hinblick auf die Herstellkosten zu vereinfachen oder zu verbessern, ist das Hydrauliksystem (4) des Hydraulikantriebs mit dem hydraulischen Betätigungssystem (30) des Getriebes kombiniert.The invention relates to a hydraulic system for a drive train with a hydraulic drive comprising a hydraulic system (4) with at least one hydraulic machine (5), and to a transmission comprising a hydraulic actuating system (30). In order to simplify or improve the drive train with a hydraulic drive functionally and / or with regard to the manufacturing costs, the hydraulic system (4) of the hydraulic drive is combined with the hydraulic actuation system (30) of the transmission.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung für einen Antriebsstrang mit einem Hydraulikantrieb, der ein Hydrauliksystem mit mindestens einer Hydraulikmaschine umfasst, und mit einem Getriebe, das ein hydraulisches Betätigungssystem umfasst. The invention relates to a hydraulic system for a drive train with a hydraulic drive, which comprises a hydraulic system with at least one hydraulic machine, and with a transmission, which comprises a hydraulic actuating system.
Stand der TechnikState of the art
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hydraulikanordnung für einen Antriebsstrang mit einem Hydraulikantrieb, der ein Hydrauliksystem mit mindestens einer Hydraulikmaschine umfasst, und mit einem Getriebe, das ein hydraulisches Betätigungssystem umfasst, funktionell und/oder im Hinblick auf die Herstellkosten zu vereinfachen oder zu verbessern. The object of the invention is to simplify or improve a hydraulic arrangement for a drive train with a hydraulic drive comprising a hydraulic system with at least one hydraulic machine, and with a transmission comprising a hydraulic actuating system, functionally and / or in terms of manufacturing costs.
Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung für einen Antriebsstrang mit einem Hydraulikantrieb, der ein Hydrauliksystem mit mindestens einer Hydraulikmaschine umfasst, und mit einem Getriebe, das ein hydraulisches Betätigungssystem umfasst, dadurch gelöst, dass das Hydrauliksystem des Hydraulikantriebs mit dem hydraulischen Betätigungssystem des Getriebes kombiniert ist. Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein automatisiertes Getriebe, ein teilautomatisiertes Getriebe oder um ein Automatikgetriebe, das, zumindest teilweise, hydraulisch betätigt wird. Durch die Kombination oder Integration der beiden hydraulischen Systeme können redundant vorhandene Hydraulikkomponenten entfallen beziehungsweise Funktionen des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes durch das Hydrauliksystem des Hydraulikantriebs substituiert werden, und umgekehrt. Bei dem Hydraulikantrieb handelt es sich vorzugsweise um einen sekundären Antrieb eines Hydraulikhybridantriebsstrangs, der als primären Antrieb eine Brennkraftmaschine umfasst, die in Kombination mit einem Kraftfahrzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang beziehungsweise Hybridantriebsstrang ausgestattet ist, auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. The object is achieved in a hydraulic arrangement for a drive train with a hydraulic drive comprising a hydraulic system with at least one hydraulic machine, and with a transmission comprising a hydraulic actuating system, in that the hydraulic system of the hydraulic drive is combined with the hydraulic actuation system of the transmission. The transmission is preferably an automated transmission, a partially automated transmission or an automatic transmission that is, at least partially, hydraulically operated. By combining or integrating the two hydraulic systems redundant existing hydraulic components can be omitted or functions of the hydraulic actuation system of the transmission can be substituted by the hydraulic system of the hydraulic drive, and vice versa. The hydraulic drive is preferably a secondary drive of a hydraulic hybrid drive train which comprises as primary drive an internal combustion engine which, in combination with a motor vehicle equipped with the drive train or hybrid drive train according to the invention, is also referred to as an internal combustion engine.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem des Hydraulikantriebs und das hydraulische Betätigungssystem des Getriebes in einem integrierten Hydraulikkreislauf zusammengefasst sind. Durch die Integration der beiden Hydrauliksysteme zu einem gemeinsamen System können doppelt vorhandene Hydraulikkomponenten, wie zum Beispiel Ölfilter, Speicher und gegebenenfalls eine Pumpe in dem hydraulischen Betätigungssystem des Getriebes entfallen. Dadurch reduzieren sich die Kosten und es wird weniger Bauraum benötigt. Des Weiteren können Funktionen des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes durch das Hydrauliksystem des Hydraulikantriebs übernommen werden, und umgekehrt. A preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the hydraulic system of the hydraulic drive and the hydraulic actuating system of the transmission are combined in an integrated hydraulic circuit. The integration of the two hydraulic systems into a common system eliminates duplicate hydraulic components, such as oil filters, accumulators and possibly a pump in the hydraulic actuation system of the transmission. This reduces costs and requires less space. Furthermore, functions of the hydraulic actuating system of the transmission can be taken over by the hydraulic system of the hydraulic drive, and vice versa.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Hydraulikkreislauf nur eine Filtereinrichtung für Hydraulikmedium umfasst. Bei dem Hydraulikmedium handelt es sich zum Beispiel um Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird. Daher wird die Filtereinrichtung verkürzt auch als Ölfilter bezeichnet. Die Filtereinrichtung ist vorzugsweise einem Niederdruckspeicher beziehungsweise einem Hydraulikmediumreservoir zugeordnet, das mit Niederdruck oder mit Umgebungsdruck beaufschlagt ist. A further preferred embodiment of the hydraulic arrangement is characterized in that the integrated hydraulic circuit comprises only one filter device for hydraulic medium. The hydraulic medium is, for example, hydraulic oil, which is also abbreviated as oil. Therefore, the filter device is shortened also referred to as oil filter. The filter device is preferably associated with a low-pressure accumulator or a hydraulic medium reservoir which is acted upon by low pressure or by ambient pressure.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Hydraulikkreislauf nur eine Hochdruckspeichereinrichtung für Hydraulikmedium umfasst. Die Hochdruckspeichereinrichtung wird vorzugsweise über die Hydraulikmaschine des Hydraulikantriebs mit Hochdruck beaufschlagt. Die zum Betätigen des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes benötigte hydraulische Energie kann vorteilhaft ganz oder teilweise durch die Hochdruckspeichereinrichtung bereitgestellt werden. A further preferred exemplary embodiment of the hydraulic arrangement is characterized in that the integrated hydraulic circuit comprises only one high-pressure storage device for hydraulic medium. The high-pressure storage device is preferably subjected to high pressure via the hydraulic machine of the hydraulic drive. The hydraulic energy required to actuate the hydraulic actuation system of the transmission can advantageously be provided wholly or partly by the high-pressure accumulator device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs hydraulisch mit dem hydraulischen Betätigungssystem des Getriebes verbunden ist. Die Hydraulikmaschine ist vorzugsweise zwischen dem Niederdruckspeicher beziehungsweise Hydraulikmediumreservoir und dem Hochdruckspeicher angeordnet. Der Bereich zwischen der Hydraulikmaschine und dem Hochdruckspeicher wird auch als Hochdruckseite bezeichnet. Analog wird der Bereich zwischen dem Niederdruckspeicher und der Hydraulikmaschine als Niederdruckseite bezeichnet. Die Hydraulikmaschine ist, gegebenenfalls über eine optionale Kupplung, antriebsmäßig in den erfindungsgemäßen Antriebsstrang eingebunden. Another preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that a high-pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive is hydraulically connected to the hydraulic actuating system of the transmission. The hydraulic machine is preferably arranged between the low-pressure accumulator or hydraulic medium reservoir and the high-pressure accumulator. The area between the hydraulic machine and the high pressure accumulator is also called the high pressure side. Analogously, the region between the low-pressure accumulator and the hydraulic machine is referred to as the low-pressure side. The hydraulic machine is, if appropriate via an optional clutch, drivingly integrated in the drive train according to the invention.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Hochdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs und dem hydraulischen Betätigungssystem des Getriebes ein Absperrventil und optional ein Druckreduzierventil umfasst. Das Absperrventil ist zum Beispiel als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung beziehungsweise Rückschlagventilstellung ausgeführt. Durch das Absperrventil kann das hydraulische Betätigungssystem des Getriebes bedarfsabhängig aktiviert oder deaktiviert werden. Durch eine Deaktivierung des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes kann das Auftreten einer unerwünschten Leckage minimiert werden. Das Druckreduzierventil ermöglicht auf einfache Art und Weise die Darstellung von unterschiedlichen Druckniveaus in dem integrierten Hydraulikkreislauf. A further preferred embodiment of the hydraulic arrangement is characterized in that the connection between the high pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive and the hydraulic actuating system of the transmission comprises a shut-off valve and optionally a pressure reducing valve. The shut-off valve is, for example, as a 2/2-way valve with an open position and a closed position or Check valve position executed. Through the shut-off valve, the hydraulic actuation system of the transmission can be activated or deactivated as needed. By deactivating the hydraulic actuation system of the transmission, the occurrence of undesirable leakage can be minimized. The pressure reducing valve allows the representation of different pressure levels in the integrated hydraulic circuit in a simple manner.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Hochdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs und dem hydraulischen Betätigungssystem des Getriebes eine Pumpenverzweigung aufweist, die mit einer Hydraulikpumpe verbunden ist. Die Hydraulikpumpe ist vorzugsweise elektromotorisch angetrieben und wird auch als Ölpumpe oder Getriebeölpumpe bezeichnet. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Ölpumpe oder Getriebeölpumpe entfallen. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Hydraulikpumpe oder Getriebeölpumpe beziehungsweise Ölpumpe gezielt zur Vereinfachung des integrierten Hydraulikkreislaufs verwendet. Die Hydraulikpumpe ist vorzugsweise auf einer Getriebeseite angeordnet. Als Getriebeseite wird der Bereich des integrierten Hydraulikkreislaufs mit dem hydraulischen Betätigungssystem des Getriebes bezeichnet. Durch die getriebeseitige Hydraulikpumpe kann auf einfache Art und Weise immer ein Druckaufbau in dem integrierten Hydraulikkreislauf sichergestellt werden. Somit kann eine sogenannte Selbstinitialisierungsfunktion des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs entfallen. Die Selbstinitialisierungsfunktion wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung erläutert. Durch den Entfall der Anforderung der Selbstinitialisierung muss die Anbindung der Hydraulikmaschine in einem Ausgangszustand nicht mehr zwingend gegeben sein, wie in einer der beiliegenden Figuren durch eine symbolisch dargestellte geöffnete Kupplung angedeutet ist. Dadurch reduzieren sich die Anforderungen an die Hydraulikmaschine, die auch als Hydrostat bezeichnet wird, für den Fehlerfall, da nun im Fehlerfall die Hydraulikmaschine beziehungsweise der Hydrostat vom Antriebsstrang getrennt werden kann. Another preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the connection between the high-pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive and the hydraulic actuating system of the transmission has a pump branch, which is connected to a hydraulic pump. The hydraulic pump is preferably driven by an electric motor and is also referred to as an oil pump or transmission oil pump. According to one aspect of the invention, the oil pump or transmission oil pump can be omitted. According to another aspect of the invention, the hydraulic pump or transmission oil pump or oil pump is used specifically to simplify the integrated hydraulic circuit. The hydraulic pump is preferably arranged on a transmission side. As the transmission side, the area of the integrated hydraulic circuit is referred to as the hydraulic actuating system of the transmission. By the transmission-side hydraulic pump can always be ensured in a simple manner, a pressure build-up in the integrated hydraulic circuit. Thus, a so-called Selbstinitialisierungsfunktion the hydraulic system of the hydraulic drive can be omitted. The self-initialization function will be explained in the following detailed description. Due to the elimination of the requirement of Selbstinitialisierung the connection of the hydraulic machine in an initial state no longer necessarily be given, as indicated in one of the accompanying figures by a symbolically shown opened coupling. This reduces the requirements for the hydraulic machine, which is also referred to as Hydrostat, for the case of failure, since now in case of failure, the hydraulic machine or the hydrostatic can be separated from the drive train.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil zwischen der Pumpenverzweigung und der Hochdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs angeordnet ist. Durch das Rückschlagventil wird ein unerwünschter Druckabbau von dem Hydrauliksystem des Hydraulikantriebs in das hydraulische Betätigungssystem des Getriebes verhindert. Optional kann ein Druckreduzierventil parallel zu der Hydraulikpumpe und gegebenenfalls zu dem Rückschlagventil geschaltet werden. A further preferred embodiment of the hydraulic arrangement is characterized in that a check valve between the pump branch and the high pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive is arranged. By the check valve, an undesirable pressure reduction from the hydraulic system of the hydraulic drive is prevented in the hydraulic actuation system of the transmission. Optionally, a pressure reducing valve may be connected in parallel to the hydraulic pump and, if necessary, to the check valve.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs an eine Steuerventileinrichtung des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes angeschlossen ist. Das Betätigungssystem des Getriebes umfasst zum Beispiel mindestens einen hydraulischen Betätigungszylinder. Der hydraulische Betätigungszylinder kann als einfach wirkender oder als doppelt wirkender Hydraulikzylinder ausgeführt sein. Über die Steuerventileinrichtung kann der hydraulische Betätigungszylinder gezielt mit Druck beaufschlagt werden, um Getriebeelemente und/oder eine Kupplung zu betätigen. Der benötigte Hydraulikdruck wird von der Hochdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich wird der benötigte Hydraulikdruck durch die vorab beschriebene Hydraulikpumpe bereitgestellt. A further preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the high-pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive is connected to a control valve device of the hydraulic actuating system of the transmission. The actuating system of the transmission comprises, for example, at least one hydraulic actuating cylinder. The hydraulic actuating cylinder can be designed as a single-acting or double-acting hydraulic cylinder. Via the control valve device, the hydraulic actuating cylinder can be specifically pressurized to actuate transmission elements and / or a clutch. The required hydraulic pressure is provided by the high pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive. Alternatively or additionally, the required hydraulic pressure is provided by the above-described hydraulic pump.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Niederdruckseite des Hydrauliksystems des Hydraulikantriebs an die Steuerventileinrichtung des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes angeschlossen ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein Druckabbau in dem hydraulischen Betätigungszylinder des hydraulischen Betätigungssystems des Getriebes ermöglicht. A further preferred embodiment of the hydraulic arrangement is characterized in that a low-pressure side of the hydraulic system of the hydraulic drive is connected to the control valve device of the hydraulic actuating system of the transmission. As a result, a pressure reduction in the hydraulic actuating cylinder of the hydraulic actuating system of the transmission is made possible in a simple manner.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Antriebsstrangs. Optionally, the invention also relates to a method of operating a previously described powertrain.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus gegebenenfalls auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zum Durchführen eines derartigen Verfahrens aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Bei dem Computer handelt es sich vorzugsweise um ein Steuergerät, das in einem mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ausgestatteten Kraftfahrzeug zur Steuerung sowohl des Hydraulikantriebs als auch des Getriebes dient. The invention also optionally also relates to a computer program product having a computer program having software means for performing such a method when the computer program is executed on a computer. The computer is preferably a control unit which serves in a motor vehicle equipped with the drive train according to the invention for controlling both the hydraulic drive and the transmission.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Es zeigen: Show it:
In den
Der Hydraulikantrieb ist im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs antriebsmäßig mit mindestens einem angetriebenen Rad verbunden. Die Hydraulikmaschine
Die Hydraulikmaschine
Bei dem Hydraulikantrieb handelt es sich vorzugsweise nicht um einen reinen Hydraulikantrieb. Der Hydraulikantrieb stellt vorzugsweise einen sekundären Antrieb eines Hydraulikhybridantriebsstrangs dar, der als primären Antrieb eine Brennkraftmaschine umfasst, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. The hydraulic drive is preferably not a pure hydraulic drive. The hydraulic drive preferably constitutes a secondary drive of a hydraulic hybrid drive train, which as primary drive comprises an internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine.
Dem Verbrennungsmotor ist im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs ein (ebenfalls nicht dargestelltes) Getriebe zugeordnet. Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein automatisiertes Getriebe, ein teilautomatisiertes Getriebe oder um ein Automatikgetriebe. Das Getriebe wird, zumindest teilweise, hydraulisch mit einem hydraulischen Betätigungssystem
Der Aufbau und die Funktion des hydraulischen Betätigungssystems
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird zunächst auf die Gemeinsamkeiten der in den
Das Hydrauliksystem
Der Niederdruckspeicher
Ein durch eine symbolisch angedeutete Feder vorgespanntes Rückschlagventil
Auf der Hochdruckseite
Auf der Hochdruckseite
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind bei den in den
Das hydraulische Betätigungssystem
Über eine Anschlussleitung
Über eine Anschlussleitung
In der Anschlussleitung
In
Die Steuerventileinrichtung
Die Anschlussleitung
Die Hydraulikpumpe
Durch die Hydraulikpumpe
Bei einem drucklosen Hydrauliksystem
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE202017104094U1 (en) | 2017-07-10 | 2017-07-30 | Gerd Bremer | fluid drive |
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DE102011002967A1 (en) | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Hybrid drive for use as e.g. internal combustion engine of passenger car, has hydraulically powered energy converter and combustible gas powered energy converter cooperated with each other and assigned to energy-storage systems |
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