DE102019115725A1 - Pump drive assembly - Google Patents

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André Palmen
Christian Eberle
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpenantriebsanordnung (2) zum Antreiben mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe (3), die an einem Pumpenausgang (8) einen Volumenstrom bereitstellt.Um das Betreiben und/oder die Herstellung der Pumpenantriebsanordnung (2) zu vereinfachen, ist ein in einer Ruhestellung geöffnetes Sperrventil (10) parallel zu der Pumpe (3) angeordnet, um ein lastfreies Anlaufen der elektromotorisch angetriebenen Pumpe (3) zu ermöglichen.The invention relates to a pump drive arrangement (2) for driving at least one electric motor-driven pump (3) which provides a volume flow at a pump outlet (8). In order to simplify the operation and / or manufacture of the pump drive arrangement (2), an in Normally open shut-off valve (10) arranged parallel to the pump (3) in order to enable the electric motor-driven pump (3) to start up without load.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenantriebsanordnung zum Antreiben mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe, die an einem Pumpenausgang einen Volumenstrom bereitstellt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Pumpenantriebsanordnung.The invention relates to a pump drive arrangement for driving at least one electric motor-driven pump which provides a volume flow at a pump outlet. The invention also relates to a method for operating such a pump drive arrangement.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 225 862 A1 ist ein Pumpenaktor zur Kupplungs- und Gangstelleraktuierung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, umfassend eine Pumpe zur Förderung eines Arbeitsfluids, einen Antrieb zur Betätigung der Pumpe, ein lokales Steuergerät zur Steuerung des Antriebs, und mindestens eine hydraulische Schnittstelle zur Betätigung mindestens eines Verbrauchers, wobei mindestens eine Kühlvorrichtung den Antrieb und das lokale Steuergerät kühlt, wobei ein Element der Pumpe als Sensortarget zur Steuerung des Pumpenaktors verwendet wird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 202 828 A1 ist ein Kupplungsbetätiger für eine Kraftfahrzeugkupplung mit einem Rotor bekannt, der konzentrisch und um eine Rotorachse drehbar zu einem Stator angeordnet ist, mit einem rotorfesten Lagemagneten, der zum Beschreiben der Winkellage des Rotors angeordnet und ausgestaltet ist, und mit einem statorfesten Lagesensor, der zum Detektieren der Winkellage des Lagemagneten angeordnet und ausgestaltet ist, wobei der Lagemagnet relativ zu dem Rotor und der Lagesensor relativ zu dem Stator zusammenwirkend so angeordnet sind, dass eine Vorkommutierung zum Verstärken einer Einrückbetätigung erzeugbar ist.From the German Offenlegungsschrift DE 10 2015 225 862 A1 a pump actuator for clutch and gear selector actuation in a transmission of a motor vehicle is known, comprising a pump for conveying a working fluid, a drive for actuating the pump, a local control device for controlling the drive, and at least one hydraulic interface for actuating at least one consumer, wherein at least one cooling device cools the drive and the local control unit, an element of the pump being used as a sensor target for controlling the pump actuator. From the German Offenlegungsschrift DE 10 2015 202 828 A1 a clutch actuator for a motor vehicle clutch with a rotor is known, which is arranged concentrically and rotatably about a rotor axis to a stator, with a rotor-fixed position magnet, which is arranged and designed to describe the angular position of the rotor, and with a stator-fixed position sensor that detects the angular position of the position magnet is arranged and designed, wherein the position magnet is arranged relative to the rotor and the position sensor relative to the stator interacting so that a pre-commutation can be generated to reinforce an engagement actuation.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Betreiben und/oder die Herstellung einer Pumpenantriebsanordnung zum Antreiben mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe, die an einem Pumpenausgang einen Volumenstrom bereitstellt, zu vereinfachen.The object of the invention is to simplify the operation and / or production of a pump drive arrangement for driving at least one electric motor-driven pump which provides a volume flow at a pump outlet.

Die Aufgabe ist bei einer Pumpenantriebsanordnung zum Antreiben mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe, die an einem Pumpenausgang einen Volumenstrom bereitstellt, dadurch gelöst, dass ein in einer Ruhestellung geöffnetes Sperrventil parallel zu der Pumpe angeordnet ist, um ein lastfreies Anlaufen der elektromotorisch angetriebenen Pumpe zu ermöglichen. Bei der Fluidpumpe handelt es sich zum Beispiel um eine Förderpumpe für ein Hydraulikmedium. Überlicherweise werden Lagesensoren in elektrisch angetriebenen Pumpen eingesetzt, die eine der aktuellen Lage entsprechende günstige Ansteuerung des Elektromotors ermöglichen, insbesondere im Hinblick auf eine Kommutierung und eine Ansteuerung der Motorwicklungen des Elektromotors. Die parallele Anordnung des Sperrventils, das in der Ruhestellung der elektromotorisch angetriebenen Pumpe geöffnet ist, ermöglicht der Pumpe ein lastfreies Anlaufen. Durch den sich beim Anlaufen der Pumpe aufbauenden Volumenstrom entsteht vor dem Sperrventil ein Rückstaudruck, der das Sperrventil schließt und einen normalen Betrieb der Pumpe nach dem Anlaufen ermöglicht.The object is achieved in a pump drive arrangement for driving at least one electric motor-driven pump, which provides a volume flow at a pump outlet, in that a shut-off valve, which is open in a rest position, is arranged parallel to the pump in order to enable the electric motor-driven pump to start without load. The fluid pump is, for example, a feed pump for a hydraulic medium. Position sensors are usually used in electrically driven pumps, which enable a favorable control of the electric motor corresponding to the current position, in particular with regard to commutation and control of the motor windings of the electric motor. The parallel arrangement of the shut-off valve, which is open when the electric motor-driven pump is in the rest position, enables the pump to start without load. The volume flow that builds up when the pump starts up creates a back pressure upstream of the shut-off valve, which closes the shut-off valve and enables normal operation of the pump after start-up.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpenantriebsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpenausgang der elektromotorisch angetriebenen Pumpe und dem Sperrventil ein fluidischer Widerstand angeordnet ist, der beim Anlaufen der elektromotorisch angetriebenen Pumpe einen Rückstaudruck erzeugt, mit dem das Sperrventil angesteuert wird. Dadurch wird der Steuerungsaufwand zur Realisierung eines ordnungsgemäßen Betriebs der Pumpenantriebsanordnung mit der elektromotorisch angetriebenen Pumpe erheblich reduziert.A preferred embodiment of the pump drive arrangement is characterized in that a fluidic resistance is arranged between the pump outlet of the electric motor-driven pump and the shut-off valve, which generates a back pressure when the electric motor-driven pump starts up, with which the shut-off valve is controlled. As a result, the control effort for realizing proper operation of the pump drive arrangement with the pump driven by an electric motor is considerably reduced.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpenantriebsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass einem Verbraucher ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist, das in Richtung Pumpenausgang und in Richtung Sperrventil sperrt. Dadurch wird der Betrieb der Pumpenantriebsanordnung in einer Fluidanordnung, die einen Fluiddruckspeicher umfasst, ermöglicht. Das Rückschlagventil verhindert auf einfache Art und Weise, dass sich der Fluiddruckspeicher über das in der Ruhestellung der elektromotorisch angetriebenen Pumpe geöffnete Sperrventil in unerwünschter Art und Weise entlädt.Another preferred exemplary embodiment of the pump drive arrangement is characterized in that a consumer is preceded by a check valve that blocks in the direction of the pump outlet and in the direction of the shut-off valve. This enables the pump drive arrangement to be operated in a fluid arrangement that includes a fluid pressure accumulator. The check valve prevents, in a simple manner, the fluid pressure accumulator from being discharged in an undesired manner via the shut-off valve which is open in the rest position of the electric motor-driven pump.

Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Pumpenantriebsanordnung gelöst.The above-mentioned object is alternatively or additionally achieved by a method for operating a previously described pump drive arrangement.

Die beanspruchte Pumpenantriebsanordnung kommt vorzugsweise in Aktoriksystemen von Getrieben in Kraftfahrzeugen zum Einsatz.The claimed pump drive arrangement is preferably used in actuator systems of transmissions in motor vehicles.

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 Fluidschaltplan mit einer Pumpenantriebsanordnung zum Antreiben mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
  • 2 den Fluidschaltplan aus 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen Rückschlagventil.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a fluid circuit diagram with a pump drive arrangement for driving at least one electric motor-driven pump according to a first embodiment; and
  • 2 the fluid circuit diagram 1 according to a second embodiment with an additional check valve.

In den 1 und 2 ist eine Fluidanordnung 1 mit einer Pumpenantriebsanordnung 2 gemäß zwei ähnlichen Ausführungsbeispielen in Form eines Fluidschaltplans dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im Folgenden werden zunächst die Gemeinsamkeiten der beiden Ausführungsbeispiele beschrieben.In the 1 and 2 is a fluid assembly 1 with a pump drive assembly 2 shown in accordance with two similar exemplary embodiments in the form of a fluid circuit diagram. The same reference symbols are used to designate the same parts. In the following, the common features of the two exemplary embodiments are first described.

Die Pumpenantriebsanordnung 2 umfasst eine Pumpe 3, die durch einen Elektromotor 4 angetrieben wird. Bei der Pumpe 3 handelt es sich um eine Fluidpumpe, insbesondere um eine Hydraulikpumpe, die dazu dient, einen nur durch einen Pfeil angedeuteten Verbraucher 5 aus einem Fluidreservoir 6 mit einem Volumenstrom zu versorgen. Die Pumpe 3 ist durch einen Elektromotor 4 angetrieben.The pump drive assembly 2 includes a pump 3 driven by an electric motor 4th is driven. At the pump 3 it is a fluid pump, in particular a hydraulic pump, which is used to supply a consumer indicated only by an arrow 5 from a fluid reservoir 6th to be supplied with a volume flow. The pump 3 is by an electric motor 4th driven.

Eine Verzweigung 7 ist einem Eingang der Pumpe 3 zugeordnet. Daher wird die Verzweigung auch als Pumpeneingang 7 bezeichnet. Eine Verzweigung 8 ist einem Ausgang der Pumpe 3 zugeordnet. Daher wird die Verzweigung auch als Pumpenausgang 8 bezeichnet.A branch 7th is an input of the pump 3 assigned. Therefore the branch is also called a pump input 7th designated. A branch 8th is an output of the pump 3 assigned. Therefore the branch is also called the pump outlet 8th designated.

Eine Bypassleitung 9 ist parallel zu der Pumpe 3 geschaltet. Zu diesem Zweck ist die Bypassleitung 9 an die Verzweigungen 7, 8 angeschlossen. In der Bypassleitung 9 sind ein Sperrventil 10, eine Verzweigung 11 und ein fluidischer Widerstand 12 angeordnet. Das Sperrventil 10 ist als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt. Durch eine symbolisch angedeutete Feder ist das Sperrventil 10 in seine in den 1 und 2 dargestellte Öffnungsstellung vorgespannt.A bypass line 9 is parallel to the pump 3 switched. The bypass line is for this purpose 9 at the branches 7th , 8th connected. In the bypass line 9 are a check valve 10 , a branch 11 and a fluidic resistance 12 arranged. The shut-off valve 10 is designed as a 2/2-way valve with an open position and a closed position. The check valve is represented by a symbolically indicated spring 10 in his in the 1 and 2 open position shown biased.

Der fluidische Widerstand 12 ist zum Beispiel als Blende ausgeführt und zwischen die Verzweigung 11 und das Sperrventil 10 geschaltet. Von der Verzweigung 11 geht eine Steuerleitung 13 aus, über die das Sperrventil 10 mit dem Fluiddruck der Verzweigung 11 beaufschlagt wird, der dem Fluiddruck am Pumpenausgang 8 entspricht.The fluidic resistance 12 is designed, for example, as a cover and between the branches 11 and the check valve 10 switched. From the branch 11 goes a control line 13th from which the shut-off valve 10 with the fluid pressure of the branch 11 applied to the fluid pressure at the pump outlet 8th corresponds.

Das Sperrventil 10 dient zur Reduzierung des Anlaufmoments der Pumpe 3. Zu diesem Zweck wird das Sperrventil 10 in der Ruhestellung der Pumpe 3 ohne einen Druck am Pumpenausgang 8 durch die symbolisch angedeutete Feder in der dargestellten geöffneten Stellung gehalten. Das hat zur Folge, dass die Pumpe 3 nicht gegen einen vorhandenen Fluiddruck anlaufen muss, was ein entsprechendes Anlaufmoment am Pumpenantrieb erfordern würde.The shut-off valve 10 serves to reduce the starting torque of the pump 3 . The check valve is used for this purpose 10 in the idle position of the pump 3 without a pressure at the pump outlet 8th held by the symbolically indicated spring in the illustrated open position. The result is that the pump 3 does not have to start against an existing fluid pressure, which would require a corresponding starting torque on the pump drive.

Nach dem Anlaufen der Pumpe 3 entsteht über das geöffnete Sperrventil 10 mit der vorgeschalteten Blende 12 ein Volumenstrom, solange der fluidische Widerstand in Richtung des Verbrauchers 5 nicht niedriger ist. Dieser Volumenstrom führt zu einem Rückstaudruck an der Blende 12, der zum Schalten des Sperrventils 10 verwendet wird und die Förderung gegen den Lastdruck des mindestens einen Verbrauchers 5 ermöglicht.After the pump has started 3 arises from the open shut-off valve 10 with the upstream aperture 12 a volume flow as long as the fluidic resistance in the direction of the consumer 5 is not lower. This volume flow leads to a back pressure at the orifice 12 that is used to switch the shut-off valve 10 is used and the promotion against the load pressure of the at least one consumer 5 enables.

Wird die Pumpe 3 in einer hydraulischen Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes oder zur Betätigung, Kühlung oder Schmierung anderer Antriebsstrangkomponenten verwendet, so kann es technisch wie wirtschaftlich sinnvoll sein, einen Systemdruck über einem Mindestwert aufrecht zu erhalten. Eine mögliche technische Umsetzung, einen Mindestdruck für eine Getriebesteuerung aufrecht zu erhalten, ist die Verwendung eines Fluiddruckspeichers. Findet ein Fluiddruckspeicher bei einer Getriebesteuerung Anwendung, dann ist das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung 1 von Vorteil.Will the pump 3 Used in a hydraulic control of a motor vehicle transmission or for the actuation, cooling or lubrication of other drive train components, it can be technically and economically sensible to maintain a system pressure above a minimum value. One possible technical implementation of maintaining a minimum pressure for a transmission control is the use of a fluid pressure accumulator. If a fluid pressure accumulator is used in a transmission control, then that is in 2 illustrated embodiment of the fluid arrangement 1 advantageous.

In 2 ist zwischen dem Pumpenausgang 8 und dem Verbraucher 5, der mit einem Fluiddruckspeicher (nicht dargestellt) ausgestattet ist, ein Rückschlagventil 20 angeordnet. Das Rückschlagventil 20 trennt den Bereich mit dem Fluiddruckspeicher, in welchem der Mindestdruck herrscht und aufrechterhalten werden soll, von dem in 2 unteren Bereich der Fluidanordnung 1 mit der Pumpe 3 und dem Sperrventil 10.In 2 is between the pump outlet 8th and the consumer 5 , which is equipped with a fluid pressure accumulator (not shown), a check valve 20th arranged. The check valve 20th separates the area with the fluid pressure accumulator in which the minimum pressure prevails and is to be maintained from that in 2 lower area of the fluid assembly 1 with the pump 3 and the check valve 10 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FluidanordnungFluid assembly
22
PumpenantriebsanordnungPump drive assembly
33
Pumpepump
44th
ElektromotorElectric motor
55
Verbraucherconsumer
66th
FluidreservoirFluid reservoir
77th
PumpeneingangPump input
88th
PumpenausgangPump outlet
99
BypassleitungBypass line
1010
SperrventilCheck valve
1111
Verzweigungbranch
1212
fluidischer Widerstandfluidic resistance
1313
SteuerleitungControl line
2020th
Rückschlagventilcheck valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015225862 A1 [0002]DE 102015225862 A1 [0002]
  • DE 102015202828 A1 [0002]DE 102015202828 A1 [0002]

Claims (4)

Pumpenantriebsanordnung (2) zum Antreiben mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe (3), die an einem Pumpenausgang (8) einen Volumenstrom bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer Ruhestellung geöffnetes Sperrventil (10) parallel zu der Pumpe (3) angeordnet ist, um ein lastfreies Anlaufen der elektromotorisch angetriebenen Pumpe (3) zu ermöglichen.Pump drive arrangement (2) for driving at least one electric motor-driven pump (3) which provides a volume flow at a pump outlet (8), characterized in that a shut-off valve (10), which is open in a rest position, is arranged parallel to the pump (3) to to enable a load-free start-up of the electric motor-driven pump (3). Pumpenantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpenausgang (8) der elektromotorisch angetriebenen Pumpe (3) und dem Sperrventil (10) ein fluidischer Widerstand (12) angeordnet ist, der beim Anlaufen der elektromotorisch angetriebenen Pumpe (3) einen Rückstaudruck erzeugt, mit dem das Sperrventil (10) angesteuert wird.Pump drive arrangement according to Claim 1 , characterized in that a fluidic resistor (12) is arranged between the pump outlet (8) of the electric motor-driven pump (3) and the shut-off valve (10), which generates a back pressure when the electric motor-driven pump (3) starts up, with which the Check valve (10) is activated. Pumpenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Verbraucher (5) ein Rückschlagventil (20) vorgeschaltet ist, das in Richtung Pumpenausgang (8) und in Richtung Sperrventil (10) sperrt.Pump drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a consumer (5) is preceded by a check valve (20) which blocks in the direction of the pump outlet (8) and in the direction of the shut-off valve (10). Verfahren zum Betreiben einer Pumpenantriebsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Method for operating a pump drive arrangement (2) according to one of the preceding claims.
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