DE102016218150B4 - Hydrauliksystem, Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sowie Antriebsstrang - Google Patents

Hydrauliksystem, Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sowie Antriebsstrang Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit einer mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine sowohl als Hydraulikpumpe als auch als Hydraulikmotor betreibbar ist, wobei eine elektrische Maschine als Elektromotor zum Antreiben der als Hydraulikpumpe betriebenen zusätzlichen Hydraulikmaschine und als Generator betreibbar ist, durch den von der mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe bereitgestellte überschüssige hydraulische Energie über die als Hydraulikmotor betriebene zusätzliche Hydraulikmaschine in elektrische Energie umgewandelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit einer mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine, die antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine verbunden und in einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem angeordnet ist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine, die antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine verbunden und in einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem angeordnet ist.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 058 080 A1 ist ein Hydraulikversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Verbrennungsmotor, einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Pumpe und einem Verbraucher, der mittels von der Pumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit antreibbar ist, gekennzeichnet durch einen Elektromotor zum Antrieb der Pumpe bei stillstehendem Verbrennungsmotor. Aus der internationalen Veröffentlichung WO 2012/113368 A2 ist eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung einer Kupplung bekannt, mit einem nahe der Kupplung angeordneten hydraulischen Arbeitszylinder, wobei der Arbeitszylinder über eine hydraulische Leitung mit einer Volumenstromquelle verbunden ist und wobei der Volumenstrom der Volumenstromquelle durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit von Signalen der der hydraulischen Einrichtung zugeordneten Sensoren steuerbar ist, wobei die Volumenstromquelle durch eine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Kombination aus einem Elektromotor und einer hydraulischen Pumpe gebildet ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2014 209 567 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit einem Verbrennungsmotor und mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Fluidpumpe, wobei die Fluidpumpe mindestens zwei durch den Verbrennungsmotor angetriebene Verdrängerkomponenten aufweist, von denen einer eine Bremseinrichtung zugeordnet ist, mit der die Verdrängerkomponente abgebremst werden kann, um durch eine Relativverdrehung zwischen den Verdrängerkomponenten mit der Fluidpumpe einen Fluidstrom bereitzustellen, wobei die Bremseinrichtung als Elektromaschine ausgeführt ist. Aus der Patentschrift US 7 562 472 B2 ist ein Auslegersteuerkreis zur Steuerung von Hydrauliköl, das einem Auslegerzylinder zugeführt wird, bekannt. Der Steuerkreis des Auslegers besteht aus einer Auslegerpumpe, einem Energierückgewinnungsmotor, der in einem Rücklaufkanal angeordnet ist, durch den das Rücklauffluid aus dem Auslegerzylinder strömt, und einem Auslegermotorgenerator, der mit dem Energierückgewinnungsmotor verbunden ist. Die Auslegerpumpe ist über eine Kupplung mit dem AuslegermotorGenerator verbunden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Leistungsaufnahme im Betrieb eines Hydrauliksystems mit einer mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine zu reduzieren.
  • Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem mit einer mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine dadurch gelöst, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine sowohl als Hydraulikpumpe als auch als Hydraulikmotor betreibbar ist, wobei eine elektrische Maschine als Elektromotor zum Antreiben der als Hydraulikpumpe betriebenen zusätzlichen Hydraulikmaschine und als Generator betreibbar ist, durch den von der mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe bereitgestellte überschüssige hydraulische Energie über die als Hydraulikmotor betriebene zusätzliche Hydraulikmaschine in elektrische Energie umgewandelt wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die Energierückgewinnung von Hydraulikenergie ermöglicht, die in herkömmlichen Hydrauliksystemen als mit Druck beaufschlagtes Hydraulikmedium ungenutzt in ein Hydraulikmediumreservoir zurückgeführt wird.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl als Hydraulikpumpe als auch als Hydraulikmotor betreibbare zusätzliche Hydraulikmaschine antriebsmäßig mit der als Elektromotor und als Generator betreibbaren elektrischen Maschine verbunden ist. Die antriebsmäßige Verbindung erfolgt zum Beispiel durch eine mechanische Kopplung zwischen der zusätzlichen Hydraulikmaschine und der als Elektromotor und als Generator betreibbaren elektrischen Maschine. Die mechanische Kopplung kann permanent ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, die mechanische Kopplung, zum Beispiel mit Hilfe einer geeigneten Kupplung, lösbar oder trennbar zu gestalten.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die antriebsmäßig mit der zusätzlichen Hydraulikmaschine verbundene elektrische Maschine als bürstenlose Maschine mit elektronischer Kommutierung ausgeführt ist. Durch diese Ausführung der elektrischen Maschine werden besonders vorteilhafte Steuerungskonzepte ermöglicht, mit denen möglichst viel überschüssige Hydraulikenergie in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventileinrichtung so zwischen einen Ausgang der von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und die zusätzliche Hydraulikmaschine geschaltet ist, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine hydraulisch durch die von dem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe angetrieben wird. Mit der Ventileinrichtung wird in geeigneten Betriebspunkten eine hydraulische Verbindung von der durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe zu der zusätzlichen Hydraulikmaschine freigeschaltet, die dann als Hydromotor arbeitet und die elektrische Maschine als Generator antreibt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt ist. Bei geöffneter Ventileinrichtung ist der Ausgang der von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe hydraulisch mit der zusätzlichen Hydraulikmaschine verbunden. Bei geschlossener Ventileinrichtung ist diese Verbindung unterbrochen. Die Ventileinrichtung wird vorzugsweise elektrisch über eine Hydrauliksteuerung angesteuert.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Stetigventil mit einer zusätzlich drosselnden Wirkung ausgeführt ist. Durch die drosselnde Wirkung kann die Leistung der zusätzlichen Hydraulikmaschine an einem Hauptdruck in dem Hydrauliksystem moduliert werden. Dadurch kann die zusätzliche Hydraulikmaschine besonders vorteilhaft auch bei einem Hauptdruck oberhalb ihres Auslegungsdrucks noch zur Energierückgewinnung genutzt werden.
  • Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine, die antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine verbunden und in einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem angeordnet ist, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass im Betrieb des Kraftfahrzeugs von der mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe bereitgestellte überschüssige hydraulische Energie über die als Hydraulikmotor betriebene zusätzliche Hydraulikmaschine in zurückgewonnene elektrische Energie umgewandelt wird. Dadurch kann der Wirkungsgrad im Betrieb des Antriebsstrangs vorteilhaft erhöht werden. Ein über ein Schluckvermögen der zusätzlichen Hydraulikmaschine hinausgehender überschüssiger Hydraulikmediumvolumenstrom kann in ähnlicher Art und Weise wie in herkömmlichen Hydrauliksystemen, zum Beispiel über ein Drosselventil, in ein beziehungsweise das Hydraulikmediumreservoir abgesteuert werden.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl einer Einheit aus der zusätzlichen Hydraulikmaschine und der elektrischen Maschine durch eine geeignete elektronische Kommutierung der elektrischen Maschine auf einem gewünschten oder aus mechanischen beziehungsweise hydraulischen Gründen zulässigen Niveau gehalten wird. Solange der Druck des Hydraulikmediums innerhalb des Auslegungsdrucks der zusätzlichen Hydraulikmaschine bleibt, kann mit einer Motorelektronik die Drehzahl der Einheit durch die Kommutierung der elektrischen Maschine präzise auf dem gewünschten oder zulässigen Niveau gehalten werden. Wenn der Hauptdruck in dem Hydrauliksystem den Auslegungsdruck der zusätzlichen Hydraulikmaschine überschreitet, dann wird die Elektromaschine vorteilhaft indirekt über die zusätzliche Hydraulikmaschine durch die Ventileinrichtung abgeschaltet.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgewonnene elektrische Energie innerhalb einer Getriebesteuerung verwendet wird, um einen Eigenbedarf von elektrisch betriebenen Getriebekomponenten, wie elektrisch angesteuerten Getriebeventilen und/oder elektrisch angesteuerten Getriebeaktoren, ganz oder teilweise zu decken. Dadurch kann die Belastung eines elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs vorteilhaft verringert werden.
  • Bei einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine verbunden und in einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem angeordnet ist.
  • 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. Es zeigen:
    • 1 einen Hydraulikschaltplan eines Hydrauliksystems mit einer mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine, die antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine verbunden ist;
    • 2 ein kartesisches Koordinatendiagramm, in welchem die Verläufe von zwei Hydraulikmediumvolumenströmen über einer Drehzahl aufgetragen sind;
    • 3 eine vereinfachte Darstellung einer Getriebesteuerung, die an ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs angeschlossen ist;
    • 4 ein Leistungsflussdiagramm für die Getriebesteuerung aus 3 und
    • 5 ein Leistungsflussdiagramm wie in 4 im Betrieb des Hydrauliksystems aus 1.
  • In 1 ist ein Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Hydrauliksystem 2 vereinfacht in Form eines Hydraulikschaltplans dargestellt. Der Antriebsstrang 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 4, die in einem Kraftfahrzeug auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Durch ein Symbol 5 ist angedeutet, dass eine Hydraulikpumpe 6 antriebsmäßig mit dem Verbrennungsmotor 4 verbunden ist.
  • Die mechanisch durch den Verbrennungsmotor 4 angetriebene Hydraulikpumpe 6 weist in 1 unten einen Eingang 8 und in 1 oben einen Ausgang 9 auf. Der Eingang 8 der Hydraulikpumpe 6 steht über eine nicht näher bezeichnete Hydraulikleitung mit einem Hydraulikmediumreservoir 10 in Verbindung. Das Hydraulikmediumreservoir 10 enthält ein Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird.
  • Vom Ausgang 9 der Hydraulikpumpe 6 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 15 zu einer Hydrauliksteuerung 14. Bei der Hydrauliksteuerung 14 kann es sich um eine Getriebesteuerung eines Getriebes in dem Antriebsstrang 1 handeln. Bei dem Getriebe handelt es sich zum Beispiel um ein automatisches Getriebe, wie ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein CVT-Getriebe. Die Großbuchstaben CVT stehen für die englischen Begriffe Continuously Variable Transmission.
  • In der Hydraulikleitung 15 sind, ausgehend von dem Ausgang 9 der Hydraulikpumpe 6, zwei Verzweigungen 11, 12 und ein Rückschlagventil 13 angeordnet. Von der Verzweigung 11 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 17 zu dem Hydraulikmediumreservoir 10. In der Hydraulikleitung 17 ist ein Drosselventil 18 angeordnet.
  • Von der Verzweigung 12 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 19 ebenfalls zu dem Hydraulikmediumreservoir 10. Zwischen der Verzweigung 12 und dem Hydraulikmediumreservoir 10 ist eine zusätzliche Hydraulikmaschine 20 angeordnet. Durch ein Symbol 21 ist angedeutet, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine 22 verbunden ist.
  • Die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 kann als Hydraulikmotor, der verkürzt auch als Hydromotor bezeichnet wird, oder als Hydraulikpumpe betrieben werden. Die elektrische Maschine 22 kann als Elektromotor oder als Generator betrieben werden.
  • Wenn die elektrische Maschine 22 als Elektromotor betrieben wird, dann arbeitet die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 als zusätzliche Hydraulikpumpe. Die elektrisch angetriebene zusätzliche Hydraulikpumpe wird im Betrieb des Hydrauliksystems 2 beispielsweise genutzt, um Minimalfunktionen des Getriebes, insbesondere in Hybridfahrzeugen oder bei elektrischem Fahren, aufrechtzuerhalten, während der Verbrennungsmotor 4 stillsteht. Darüber hinaus kann die elektrisch angetriebene zusätzliche Hydraulikpumpe auch als Boostpumpe für Situationen mit kurzfristig hohem Bedarf an Hydraulikmediumvolumenstrom verwendet werden.
  • Zwischen der Verzweigung 12 und der zusätzlichen Hydraulikmaschine 20 ist eine Verzweigung 24 in der Hydraulikleitung 19 angeordnet. Zwischen den Verzweigungen 12 und 24 ist eine Ventileinrichtung 23 angeordnet. Die Ventileinrichtung 23 ist als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt.
  • Durch eine symbolisch angedeutete Feder ist angedeutet, dass die Ventileinrichtung 23 in 1 in ihre Schließstellung vorgespannt ist. Durch elektromagnetische Betätigung kann die Ventileinrichtung 23 entgegen der Vorspannkraft der Feder in ihre Öffnungsstellung umgeschaltet werden.
  • Von der Verzweigung 24 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 25, in welcher ein Rückschlagventil 26 angeordnet ist, zu der Hydrauliksteuerung 14. Das Rückschlagventil 26 schließt, ebenso wie das Rückschlagventil 13 in der Hydraulikleitung 15, von der Hydrauliksteuerung 14 weg. Zu der Hydrauliksteuerung 14 hin öffnen die Rückschlagventile 13 und 26.
  • Die verbrennungsmotorisch angetriebene Hydraulikpumpe 6 fördert abhängig von der Verbrennungsmotordrehzahl einen Hydraulikmediumvolumenstrom, der auch als Druckmittelvolumenstrom bezeichnet wird. Die Hydraulikpumpe 6 ist so dimensioniert, dass sie bereits bei einer relativ geringen Drehzahl den wesentlichen Hydraulikmediumbedarf abdeckt.
  • Das führt dazu, dass ab einer mittleren Motordrehzahl ein großer Teil des von der Hydraulikpumpe 6 bereitgestellten Volumenstroms in dem Hydrauliksystem 2 nicht genutzt wird. Überschüssiges Hydraulikmedium wird über das Drosselventil 18 ungenutzt in das Hydraulikmediumreservoir 10 abgelassen.
  • Über die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 kann in Betriebszuständen mit einem überschüssigen Volumenstrom der Hydraulikpumpe 6 über die elektrische Maschine 22 hydraulische Energie des überschüssigen Druckmittelvolumenstroms in elektrische Energie umgewandelt werden. Zu diesem Zweck werden die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 als Hydromotor und die elektrische Maschine 22 als Generator betrieben.
  • Über die Ventileinrichtung 23 wird in geeigneten Betriebspunkten des Hydrauliksystems 2 eine Verbindung vom Ausgang 9 der verbrennungsmotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe 6 zu der zusätzlichen Hydraulikmaschine 20 freigeschaltet, die dann als Hydromotor arbeitet und die elektrische Maschine 22 als Generator antreibt.
  • Solange der Druck des von der verbrennungsmotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe 6 bereitgestellten Hydraulikmediumvolumenstroms innerhalb eines Auslegungsdrucks der zusätzlichen Hydraulikmaschine 20 bleibt, kann eine Motorelektronik die Drehzahl einer Einheit, welche die elektrische Maschine 22 und die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 umfasst, durch eine entsprechende Kommutierung der als EC-Maschine ausgeführten elektrischen Maschine 22 präzise auf einem gewünschten beziehungsweise aus mechanischen Gründen zulässigen Niveau halten.
  • Wenn der Druck in dem von der verbrennungsmotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe 6 bereitgestellten Hydraulikmediumvolumenstrom zu groß wird, insbesondere so groß, dass ein maximales Bremsmoment der elektrischen Maschine 22 überschritten wird, dann wird die zusätzliche Hydraulikmaschine 20 über die Ventileinrichtung 23 abgeschaltet.
  • Die Ventileinrichtung 23 hat neben ihrer Auf-Zu-Funktion vorteilhaft noch eine drosselnde Wirkung. Durch die drosselnde Wirkung der Ventileinrichtung 23 kann die Leistung der zusätzlichen Hydraulikmaschine 20, die als Zusatzpumpe arbeitet, am Hauptdruck der verbrennungsmotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe 6 moduliert werden.
  • Das liefert den Vorteil, dass die Zusatzpumpe 20 auch bei einem Hauptdruck oberhalb ihres Auslegungsdrucks noch zur Energierückgewinnung genutzt werden kann. Ein über ein Schluckvermögen der Zusatzpumpe 20 hinausgehender überschüssiger Volumenstrom wird über das Drosselventil 18 in das Hydraulikmediumreservoir 10 abgesteuert.
  • In 2 ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 28 und einer y-Achse 29 dargestellt. Auf der x-Achse 28 ist eine Drehzahl n in einer geeigneten Drehzahleinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 29 ist ein Hydraulikmediumvolumenstrom Q in einer geeigneten Einheit aufgetragen. Durch eine Linie 31 ist ein Verlauf des Hydraulikmediumvolumenstroms der Hydrauliksteuerung (14 in 1) dargestellt. Durch eine Linie 32 ist der Verlauf eines Hydraulikmediumvolumenstroms der Hydraulikpumpe (6 in 1) dargestellt.
  • Ab einer Drehzahl n1 fördert die verbrennungsmotorisch angetriebene Hydraulikpumpe (6 in 1) mehr Hydraulikmedium als die Hydrauliksteuerung (14 in 1) benötigt. Durch einen schraffierten Bereich 32 ist in 2 ein Hydraulikmediumvolumen beziehungsweise ein Hydraulikmediumvolumenstrom angedeutet, der über die zusätzliche Hydraulikmaschine (20 in 1) und die als Generator betriebene elektrische Maschine (22 in 1) in elektrische Energie umgewandelt wird. Durch einen weiteren schraffierten Bereich 33 ist ein überschüssiger Volumenstrom angedeutet, der über das Drosselventil (18 in 1) zum Tank abgesteuert wird.
  • In 3 ist durch ein Rechteck 36 eine elektrische beziehungsweise elektronische Getriebesteuerung angedeutet. Durch Symbole 37 ist ein elektrisches Bordnetz eines Kraftfahrzeugs angedeutet. Durch kleine Rechtecke 38, 39 sind Getriebekomponenten angedeutet, die über die Getriebesteuerung 36 elektrisch angesteuert werden.
  • In 3 unten ist dargestellt, dass die antriebsmäßig mit der zusätzlichen Hydraulikmaschine 20 verbundene elektrische Maschine 22 elektrisch an die Getriebesteuerung 36 angeschlossen ist. In die Getriebesteuerung 36 wird also sowohl elektrische Energie aus dem Bordnetz 37 als auch von der als Generator betriebenen elektrischen Maschine 22 eingespeist.
  • In 4 ist ein Leistungsflussdiagramm für die Getriebesteuerung 36 aus 3 dargestellt. Durch einen Pfeil 40 ist die vom Bordnetz (37 in 3) bereitgestellte elektrische Leistung angedeutet. Durch einen Pfeil 41 ist die zum Betrieb der Getriebesteuerung 36 benötigte Eigenleistung angedeutet. Durch einen Pfeil 42 ist die zum Betrieb der Getriebekomponenten (38, 39 in 3) benötigte elektrische Leistung angedeutet. Durch einen Pfeil 43 ist eine elektrische Leistung angedeutet, die zum Antreiben der als Hydraulikpumpe betriebenen zusätzlichen Hydraulikmaschine (20 in 3) benötigt wird, die wiederum durch die als Elektromotor betriebene elektrische Maschine (22 in 3) angetrieben wird.
  • In 5 ist durch einen Pfeil 50 angedeutet, dass über die als Hydromotor betriebene zusätzliche Hydraulikmaschine (20 in 3) und die als Generator betriebene elektrische Maschine (22 in 3) ausreichend elektrische Energie beziehungsweise Leistung zurückgewonnen wird, um, wie durch einen Pfeil 51 angedeutet ist, die Getriebesteuerung 36 selbst zu speisen als auch, wie durch einen Pfeil 52 angedeutet ist, die Getriebekomponenten (38, 39 in 3) elektrisch zu versorgen. Durch Symbole 55 ist in 5 angedeutet, dass der Bordnetzverbrauch bestenfalls auf annähernd null zurückgeht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es sogar möglich, Leistung in das Bordnetz zurückzuspeisen. Dann würde sich der Pfeil 55 in 5 in der umgekehrten Richtung erstrecken. Dieser Aspekt ist insbesondere im Hinblick auf Hybridanwendungen vorteilhaft, bei denen eine Hybridbatterie mit der zurückgespeisten Leistung aufgeladen werden kann. Die Rückspeisung kann von einem Batteriemanagement eines entsprechenden Hybridfahrzeugs gesteuert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebsstrang
    2
    Hydrauliksystem
    4
    Brennkraftmaschine
    5
    Symbol
    6
    Hydraulikpumpe
    8
    Eingang
    9
    Ausgang
    10
    Hydraulikmediumreservoir
    11
    Verzweigung
    12
    Verzweigung
    13
    Rückschlagventil
    14
    Hydrauliksteuerung
    15
    Hydraulikleitung
    17
    Hydraulikleitung
    18
    Drosselventil
    19
    Hydraulikleitung
    20
    zusätzliche Hydraulikmaschine
    21
    Symbol
    22
    elektrische Maschine
    23
    Ventileinrichtung
    24
    Verzweigung
    25
    Hydraulikleitung
    26
    Rückschlagventil
    28
    x-Achse
    29
    y-Achse
    31
    Linie
    32
    Linie
    33
    schraffierter Bereich
    34
    schraffierter Bereich
    36
    Rechteck
    37
    Bordnetz
    38
    Rechteck
    39
    Rechteck
    40
    Pfeilursprung
    41
    Pfeil
    42
    Pfeil
    43
    Pfeil
    50
    Pfeilursprung
    51
    Pfeil
    52
    Pfeil
    55
    Symbole

Claims (10)

  1. Hydrauliksystem (2) mit einer mechanisch durch einen Verbrennungsmotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (6) und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine (20), dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine (20) sowohl als Hydraulikpumpe als auch als Hydraulikmotor betreibbar ist, wobei eine elektrische Maschine (22) als Elektromotor zum Antreiben der als Hydraulikpumpe betriebenen zusätzlichen Hydraulikmaschine (20) und als Generator betreibbar ist, durch den von der mechanisch durch den Verbrennungsmotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (6) bereitgestellte überschüssige hydraulische Energie über die als Hydraulikmotor betriebene zusätzliche Hydraulikmaschine (20) in elektrische Energie umgewandelt wird.
  2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl als Hydraulikpumpe als auch als Hydraulikmotor betreibbare zusätzliche Hydraulikmaschine (20) antriebsmäßig mit der als Elektromotor und als Generator betreibbaren elektrischen Maschine (22) verbunden ist.
  3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die antriebsmäßig mit der zusätzlichen Hydraulikmaschine (20) verbundene elektrische Maschine (22) als bürstenlose Maschine mit elektronischer Kommutierung ausgeführt ist.
  4. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventileinrichtung (23) so zwischen einen Ausgang (9) der von dem Verbrennungsmotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (6) und die zusätzliche Hydraulikmaschine (20) geschaltet ist, dass die zusätzliche Hydraulikmaschine (20) hydraulisch durch die von dem Verbrennungsmotor (4) angetriebene Hydraulikpumpe (6) angetrieben wird.
  5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (23) als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt ist.
  6. Hydrauliksystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (23) als Stetigventil mit einer zusätzlich drosselnden Wirkung ausgeführt ist.
  7. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (4), mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (6) und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine (20), die antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine (22) verbunden und in einem Hydrauliksystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb des Kraftfahrzeugs von der mechanisch durch den Verbrennungsmotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (6) bereitgestellte überschüssige hydraulische Energie über die als Hydraulikmotor betriebene zusätzliche Hydraulikmaschine (20) in zurückgewonnene elektrische Energie umgewandelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl einer Einheit aus der zusätzlichen Hydraulikmaschine (20) und der Elektromaschine (22) durch eine geeignete elektronische Kommutierung der elektrischen Maschine (22) auf einem gewünschten oder aus mechanischen beziehungsweise hydraulischen Gründen zulässigen Niveau gehalten wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgewonnene elektrische Energie innerhalb einer Getriebesteuerung (36) verwendet wird, um einen Eigenbedarf von elektrisch betriebenen Getriebekomponenten (38,39), wie elektrisch angesteuerten Getriebeventilen und/oder elektrisch angesteuerten Getriebeaktoren, ganz oder teilweise zu decken.
  10. Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (4), mit einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (6) und mit einer zusätzlichen Hydraulikmaschine (20), die antriebsmäßig mit einer elektrischen Maschine (22) verbunden und in einem Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 angeordnet ist.
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