DE102020203448A1 - Getriebe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Getriebe (1) umfasst einen mit einem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs antriebsverbindbaren Getriebeantrieb (10). Das Getriebe (1) umfasst ferner einen zum Kühlen der Getriebeantriebs (10) von Getriebeöl (G) durchströmbaren Ölkreislauf (2), in welchem ein Ölfiltermodul (3) angeordnet ist, welches eine Filtereinrichtung (4) zum Filtern des Getriebeöls (G) und einen Wärmeübertrager (13) zum Kühlen des Getriebeöls (G) aufweist. Das Getriebe (1) umfasst außerdem eine Parksperre (5), die einen hydraulisch verstellbaren Aktuator (6) zum Blockieren des Getriebeantriebs (10) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem solchen Getriebe.
  • Parksperren sind in vielen Kraftfahrzeugen, insbesondere auch in Elektro- oder Hybridfahrzeugen mit Automatikgetrieben, verbaut und bilden ein Teilsystem eines Getriebes, welches die Aufgabe hat, das abgestellte Kraftfahrzeug vor einem unerwünschten Wegrollen zu sichern. Üblicherweise wird dies bei Automatikgetrieben dadurch bewirkt, dass die Parksperre in die Parkstellung „P“ überführt wird. Hierbei wird durch einen elektrisch angetriebenen Aktuator eine Sperrmechanik betätigt, die eine Sperrklinke in ein Parksperrrad formschlüssig einlegt, wobei dieses Parksperrrad mit einer Motorausgangswelle, das heißt generell einer Antriebswelle des Getriebes, verbunden ist.
  • Die Verwendung eines elektrisch angetriebenen Aktkurators für die Parksperre erweist sich jedoch als relativ kostenaufwändig, da dieser Aktuator ausschließlich für die Parksperre verwendet wird. Ein solcher, elektrisch angetriebener Aktuator treibt daher die Kosten für die gesamte Parksperre und somit das gesamte Getriebe in die Höhe und benötigt auch viel Bauraum.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für ein Getriebe zu schaffen, dessen Parksperre besonders kostengünstig und bauraumsparend realisiert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist demnach, in einem Getriebe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug den Aktuator einer Parksperre nicht elektrisch, sondern hydraulisch anzutreiben und hierzu als Hydraulikmedium das zum Kühlen des Getriebes verwendete Getriebeöl heranzuziehen.
  • Hierzu ist es lediglich erforderlich, den hydraulisch betätigbaren Aktuator in den Ölkreislauf zum Kühlen des Getriebes einzubinden. Insbesondere durch Verwendung eines geeigneten Ventils zur Steuerung der dem Aktuator zuzuführenden Ölmenge ist es dann möglich, den Aktuator - in analoger Weise zu einem herkömmlichen elektrischen Aktuator - wie oben beschrieben zwischen einer Blockier-Stellung und einer Freigabestellung zu verstellen.
  • Die Bereitstellung eines separaten, insbesondere elektrisch angetriebenen Aktuator kann somit entfallen. Darüber hinaus benötigt ein solcher, hydraulisch angetriebener Aktuator gegenüber einem Aktuator mit elektrischem Antrieb weniger Bauraum.
  • Ein erfindungsgemäßes Getriebe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug umfasst einen Getriebeantrieb, welcher mit einem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs antriebsverbindbar oder antriebsverbunden ist. Das Getriebe umfasst einen Ölkreislauf, der zum Kühlen des Getriebeantriebs von Getriebeöl durchströmt werden kann. Im Ölkreislauf ist ein Ölfiltermodul angeordnet, welches eine Filtereinrichtung zum Filtern des Getriebeöls und einen Wärmeübertrager zum Kühlen des Getriebeöls aufweist. Außerdem umfasst das Getriebe eine Parksperre, die einen hydraulisch verstellbaren Aktuator zum Blockieren des Getriebeantriebs umfasst.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulisch verstellbare Aktuator in den Ölkreislauf eingebunden. Die Bereitstellung eines separaten Ölkreislaufs kann auf diese Weise entfallen, woraus sich Kostenvorteile bei der Herstellung der Parksperre und somit des gesamten Getriebes ergeben.
  • Zweckmäßig kann der hydraulisch verstellbare Aktuator von dem durch den Ölkreislauf geführten Getriebeöl angetrieben sein. Die Bereitstellung eines separaten Getriebeöls kann auf diese Weise entfallen, woraus sich Kostenvorteile bei der Herstellung der Parksperre ergeben.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist im Ölkreislauf ein Druckspeicher zum Aufnehmen von druckbeaufschlagtem Getriebeöl angeordnet, welcher fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator kommuniziert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kommuniziert der Ölkreislauf mittels wenigstens einer verstellbaren Ventileinrichtung fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator, so dass die Verstellung der Parksperre durch Verstellung der Ventileinrichtung erfolgen kann. Die Steuerung des Aktuators erfolgt also bei dieser Weiterbildung durch Steuerung der Ventileinrichtung.
  • Besonders zweckmäßig umfasst die wenigstens eine Ventileinrichtung ein stromauf des Aktuators angeordnetes Zulaufventil und ein stromab des Aktuators angeordnetes Rücklaufventil. Durch die Verwendung zweier Ventile wird eine zusätzliche Redundanz zur Steuerung des Aktuators geschaffen, falls jeweils eines der beiden Ventile aufgrund einer Funktionsstörung o.ä. ausfällt.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Parksperre bzw. der hydraulisch verstellbare Aktuator mittels eines zusätzlichen Ölkreislaufs angetrieben, der fluidisch getrennt von jenem Ölkreislauf ausgebildet ist, in welchem das Ölfiltermodul angeordnet ist. Bei dieser Variante sind also zwei separate, fluidisch voneinander getrennte Ölkreisläufe vorgesehen.
  • Auf diese Weise kann zum hydraulischen Antreiben des Aktuator ein hierfür speziell optimiertes Getriebeöl verwendet werden, welches insbesondere vom Getriebeöl, das zum Kühlen des Getriebes verwendet wird, verschieden sein kann.
  • Besonders zweckmäßig kann auch bei dieser Ausführungsform im zusätzlichen Ölkreislauf ein Druckspeicher zum Aufnehmen von druckbeaufschlagtem Getriebeöl angeordnet sein, welcher fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator kommuniziert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der zum hydraulischen Verstellen des Aktuator zwischen der Blockier-Stellung und der Freigabe-stellung erforderliche Öldruck bereitgestellt ist.
  • Besonders bevorzugt kommuniziert der zusätzliche Ölkreislauf mittels wenigstens einer verstellbaren Ventileinrichtung fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator, so dass die Verstellung des Aktuators durch Verstellung der Ventileinrichtung erfolgt. Auf diese Weise ist eine präzise Steuerung des Aktuators bzw. Verstellung zwischen seiner Blockier-Stellung und seiner Freigabestellung möglich.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die wenigstens eine Ventileinrichtung ein stromauf des Aktuators angeordnetes Zulaufventil und ein stromab des Aktuators angeordnetes Rücklaufventil. Durch Verwendung gleich zweier Ventile wird eine zusätzliche Redundanz für die Steuerung des Aktuators geschaffen, falls eines der beiden Ventile aufgrund einer Funktionsstörung o.ä. ausfallen sollte.
  • Besonders bevorzugt ist in dem Ölkreislauf mit dem Ölfiltermodul und in dem zusätzlichen Ölkreislauf jeweils eine individuelle Fördereinrichtung zum Antreiben des Getriebeöls angeordnet.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb sowie mit einem mit dem elektrischen Antrieb antriebsverbundenen, erfindungsgemäßen Getriebe. Die vorangehend erläuterten Vorteile des Getriebes übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäßen Elektro- bzw. Hybridfahrzeug.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
    • 1 ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Getriebes,
    • 2 ein zweites Beispiel eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 1 illustriert ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Getriebes 1 für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, welches einen Getriebeantrieb 10 mit einer Antriebwelle 11 umfasst. Der Getriebeantrieb 10 bzw. die Antriebswelle 11 kann von dem elektrischen Antriebs des Fahrzeugs angetrieben werden. Die Kühlung des Getriebeantriebs 10 bzw. der Antriebswelle 11 erfolgt mit Hilfe von Getriebeöl G, welches in einem Ölkreislauf 2 des Getriebes 1 zirkuliert. Im Ölkreislauf 2 ist - als Teilsystem des Getriebes 1 - ein Ölfiltermodul 3 zum Ausfiltern von Schmutzpartikeln und anderen Verunreinigungen aus dem Getriebeöl G angeordnet. Das Ölfiltermodul 3 weist hierzu eine Filtereinrichtung 4 auf, in welcher - in dem Fachmann bekannter Weise - ein Filterelement mit einem geeigneten Filtermedium aus Filtermaterial angeordnet sein kann (nicht gezeigt).
  • Das Ölfiltermodul 3 des Getriebes 1 umfasst ferner eine Fördereinrichtung 9 in Form einer Pumpe 16 zum Fördern des Getriebeöls G im Ölkreislauf 2 sowie einen Wärmeübertrager 13 zum Kühlen des Getriebeöls. Sowohl der Wärmeübertrager 13 als auch die Filtereinrichtung 4 sind druckseitig der Fördereinrichtung 9 angeordnet. Um eine vergleichsweise einfache, gleichwohl zuverlässige Regulierung der Temperatur des Getriebeöls G sicherzustellen, ist im Ölkreislauf 2 ein Wärmeübertrager-Bypassventil 14 mit einem Wachsdehnstoffelement 14a vorgesehen. Das Wärmeübertrager-Bypassventil 14 ist verstellbar zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand. Im geöffneten Zustand gibt das Wärmeübertrager-Bypassventil 14 einen den Wärmeübertrager 13 umgehenden Bypass 15 frei, im geschlossenen Zustand verschließt es den Bypass 15, so dass das Getriebeöl nicht am Wärmeübertrager 13 vorbeiströmen kann, sondern durch den Wärmeübertrager 13 hindurchströmen muss. Im Wärmeübertrager 13 kann Wärme vom Getriebeöl G auf ein ebenfalls durch den Wärmeübertrager 13 - fluidisch getrennt zum Getriebeöl G, aber thermisch mit diesem verbunden - geführtes Kühlmittel K übertragen werden.
  • Zum Blockieren des Getriebeantriebs 10 bzw. dessen Antriebswelle 11 bei abgestelltem Fahrzeug umfasst das Getriebe 1 eine in 1 nur schematisch angedeutete Parksperre 5 mit einem hydraulisch verstellbaren Aktuator 6. Der Aktuator 6 dient zum Verstellen einer Sperrmechanik 17 der Parksperre 5, mittels welcher eine Drehbewegung der Antriebswelle 11 wahlweise blockiert oder freigegeben werden kann. Hierzu ist der Aktuator 6 hydraulisch zwischen einer Blockier-Stellung, in welcher die Drehbewegung der Antriebswelle 11 blockiert ist, und einer Freigabe-Stellung, in welcher die Drehbewegung der Antriebswelle 11 freigegeben ist, verstellbar. Eine in den Figuren nicht näher dargestellte Sperrklinke 12 der Sperrmechanik 17 kann dabei drehbar um einen Bolzen gelagert sein, der eine Schnittstelle zu einem Getriebegehäuse bildet. Aufgrund der Form der Sperrklinke 12 wird ein Einlegen der Parksperre 5 bei Geschwindigkeiten von über 2,5 km/h verhindert. Im ausgelegten Zustand kann die Sperrklinke 12 beispielsweise über eine Rückstellfeder in Position gehalten sein. Die Sperrmechanik 17 selbst verfügt beispielsweise über einen keilförmigen Konus, der durch eine translatorische Bewegung eine Schwenkbewegung der Sperrklinke 12 bewirkt. Der Konus ist beispielsweise über einen Umlenkhebel mit dem Aktuator, beispielsweise dem Getriebe und einem Elektromotor, verbunden. Er wird beispielsweise im Getriebegehäuse geführt und weist demzufolge auch eine Schnittstelle zu diesem auf. Bei einer sogenannten „Zahn-auf-Zahn“-Situation kann das Einlegen der Parksperre über eine Feder am Konus sichergestellt sein.
  • Die hydraulisch verstellbare Parksperre 5 ist in den Ölkreislauf 2 eingebunden und wird durch das, mittels der Fördereinrichtung 9, durch den Ölkreislauf 2 geführte Getriebeöl G angetrieben. Im Ölkreislauf 2 ist bzgl. der Fördereinrichtung 9 bzw. Pumpe 16 druckseitig ein Druckspeicher 7 zum Aufnehmen von druckbeaufschlagtem Getriebeöl G angeordnet, welcher fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator 6 kommuniziert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der zum Verstellen desselben zwischen der Blockier-Stellung und der FreigabeStellung erforderliche Hydraulikdruck zur Verfügung steht. Der im Ölkreislauf 2 angeordnete Druckspeicher 7 kommuniziert mittels einer verstellbaren Ventileinrichtung 8 fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator 6, so dass die hydraulische Verstellung des Aktuators 6 durch Verstellung der Ventileinrichtung 8 bewirkt wird.
  • Wie 1 veranschaulicht, kann die Ventileinrichtung 8 ein stromauf des hydraulisch verstellbaren Aktuators 6 angeordnetes Zulaufventil 18 und ein stromab des hydraulisch verstellbaren Aktuators 6 angeordnetes Rücklaufventil 19 umfassen.
  • 2 zeigt eine Variante des Getriebes 1 der 1. Das Getriebe 1 der 2 unterscheidet sich von jenem der 1 darin, dass die Parksperre 5 bzw. der hydraulisch verstellbare Aktuator 6 mittels eines zusätzlichen Ölkreislaufs 2a angetrieben wird, welcher fluidisch getrennt von jenem Ölkreislauf 2 ausgebildet ist, in welchem das Ölfiltermodul 3 sowie der Wärmeübertrager 13 angeordnet sind. In dem zusätzlichen Ölkreislauf 2a zirkuliert fluidisch getrennt vom Getriebeöl G des Ölkreislauf 2 das Getriebeöl G'. Der bereits in Zusammenhang mit 1 erläuterte Druckspeicher 7 ist hier im zusätzlichen Ölkreislauf 2a angeordnet. Dieser Druckspeicher 7 kommuniziert in analoger Weise zum Getriebe 1 der 1 fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator 6 der Parksperre 5.
  • Auch die in 1 vorgestellte Ventileinrichtung 8 mit dem Zulaufventil 18 und dem Rücklaufventil 19 findet sich im Beispiel der 2 und somit im zusätzlichen Ölkreislauf 2a als Ventileinrichtung 8a mit Zulaufventil 18a und Rücklaufventil 19a wieder.
  • Zum Antreiben des im zusätzlichen Ölkreislauf 2a zirkulierenden Getriebeöls G' ist im zusätzlichen Ölkreislauf 2a in analoger Weise zum Ölkreislauf 2 eine Fördereinrichtung 9a mit einer Pumpe 16a angeordnet. Im Beispiel der 2 sind also gegenüber dem Beispiel der 1 zwei Ölkreisläufe 2a, 2b mit zwei Fördereinrichtungen 9, 9a bzw. Pumpen 16, 16a vorgesehen.

Claims (12)

  1. Getriebe (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, - mit einem mit einem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs antriebsverbindbaren Getriebeantrieb (10), - mit einem zum Kühlen der Getriebeantriebs (10) von Getriebeöl (G) durchströmbaren Ölkreislauf (2), in welchem ein Ölfiltermodul (3) angeordnet ist, welches eine Filtereinrichtung (4) zum Filtern des Getriebeöls (G) und einen Wärmeübertrager (13) zum Kühlen des Getriebeöls (G) aufweist, - mit einer Parksperre (5), die einen hydraulisch verstellbaren Aktuator (6) zum Blockieren des Getriebeantriebs (10) umfasst.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulisch verstellbare Aktuator (6) in den Ölkreislauf (2) eingebunden ist.
  3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulisch verstellbare Aktuator (6) von dem durch den Ölkreislauf (2) strömenden Getriebeöls (G) antreibbar oder angetrieben ausgebildet ist.
  4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Ölkreislauf (2) ein Druckspeicher (7) zum Aufnehmen von druckbeaufschlagtem Getriebeöl (G) angeordnet ist, welcher fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator (6) kommuniziert.
  5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkreislauf (2) mittels wenigstens einer verstellbaren Ventileinrichtung (8) fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator (6) kommuniziert, so dass die Verstellung der Parksperre (5) bzw. des Aktuators (6) durch Verstellung der Ventileinrichtung (8) erfolgt.
  6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung (8) ein stromauf des hydraulischen Aktuators (6) im Ölkreislauf (2) angeordnetes Zulaufventil (18) und ein stromab des hydraulischen Aktuators (6) im Ölkreislauf(2) angeordnetes Rücklaufventil (19) umfasst.
  7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre bzw. der hydraulisch verstellbare Aktuator (6) mittels eines von Getriebeöl (G') durchströmbaren zusätzlichen Ölkreislaufs (2a) angetrieben ist, der fluidisch getrennt von jenem Ölkreislauf (2) ausgebildet ist, in welchem das Ölfiltermodul (3) angeordnet ist.
  8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im zusätzlichen Ölkreislauf(2a) ein Druckspeicher (7a) zum Aufnehmen von druckbeaufschlagtem Getriebeöl (G') angeordnet ist, welcher fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator (6) der Parksperre (5) kommuniziert.
  9. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Ölkreislauf (2a) mittels wenigstens einer verstellbaren Ventileinrichtung (8a) fluidisch mit dem hydraulisch verstellbaren Aktuator (6) kommuniziert, so dass die Verstellung des Aktuators (6) durch Verstellung der Ventileinrichtung (8a) erfolgt.
  10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung (8a) ein stromauf des hydraulischen Aktuators (6) angeordnetes Zulaufventil (18a) und ein stromab des hydraulischen Aktuators (6) angeordnetes Rücklaufventil (19a) umfasst.
  11. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ölkreislauf (2) mit dem Ölfiltermodul und in dem zusätzlichen Ölkreislauf (2a) jeweils eine Fördereinrichtung (9, 9a) zum Antreiben des Getriebeöls (G, G') angeordnet ist.
  12. Elektro- oder Hybridfahrzeug, - mit einem elektrischen Antrieb, - mit einem mit dem elektrischen Antrieb antriebsverbundenen Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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DE102010034484A1 (de) 2010-08-17 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Thermomanagementmodul sowie Kühlsystem mit einem solchen Thermomanagementmodul
DE102017128361A1 (de) 2017-11-30 2019-06-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung

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