DE102022205128A1

DE102022205128A1 - Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102022205128A1
Application number: DE102022205128.9A
Authority: DE
Inventors: Rainer Novak; Florian Staetter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2023-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem (1) für ein Getriebe eines elektrischen Achsantriebs eines Kraftfahrzeugs. Das Hydrauliksystem (1) umfasst eine erste Pumpe (P1) und eine zweite Pumpe (P2), ein erstes Druckauswahlventil (11) und ein zweites Druckauswahlventil (13), ein hydraulisch betätigtes erstes Schaltelement (B) und ein hydraulisch betätigtes zweites Schaltelement (K) sowie einen Kühlkreis (15). In Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsmodi der beiden Pumpen (P1, P2) nehmen die beiden Druckauswahlventile (11, 13) unterschiedliche Schaltzustände an, sodass die beiden hydraulisch betätigten Schaltelemente (B, K) zum Schalten und/oder zur Kühlung mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, die von der ersten Pumpe (P1) und/oder der zweiten Pumpe (P2) über wenigstens eines der beiden Druckauswahlventile (11, 13) gefördert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeuggetriebe.
Es ist bekannt in elektrischen Achsantrieben von Elektrofahrzeugen Zweiganggetriebe einzusetzen. Dabei treibt eine elektrische Maschine eine Achse eines Kraftfahrzeugs über ein Getriebe an, das zwei unterschiedliche Gänge aufweist. Typischerweise werden zum Schalten der Gänge zwei Kupplungen eingesetzt oder es kommt ein Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz. Zum Schalten der Kupplungen wird beispielsweise eine hydraulische Zentralversorgung mit einer Pumpe verwendet (z.B. ein Doppelpumpensystem) oder es wird für jede Kupplung eine eigene elektrisch betriebene Pumpe sowie eine eigene Schmierölpumpe bereitgestellt.
So ist aus der DE 10 2020 004 389 A1 ein Hydrauliksystem für ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Pumpe bekannt, die über einen Ausgang mit einer Betätigungsfluidleitung einer Doppelkupplung verbunden ist. Das Hydrauliksystem umfasst weiterhin eine zweite Pumpe, die über einen Ausgang mit einer Stellleitung zu zumindest einem Gangsteller sowie einer Kühl- und Schmierleitung verbunden ist. Das Hydrauliksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der zweiten Pumpe mit einem Eingang eines Druckbegrenzungsventils verbunden ist, wobei ein Ausgang des Druckbegrenzungsventils mit einem Eingang eines Wärmetauschers verbunden ist, und wobei der Ausgang des Wärmetauschers mit der Kühl- und Schmierleitung verbunden ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, ein alternatives Hydrauliksystem bereitzustellen, welches mit möglichst geringem energetischem Aufwand erlaubt, für hydraulisch kapazitive Verbraucher (z.B. Kupplungen) ein vergleichsweise hohes Druckniveau bereitzustellen und andererseits für hydraulische Widerstände (Kühlölleitungen, z.B. für Kupplungen, für Fliehöl-Ausgleichskammern, für Rotor- und Statorkühlungen einer elektrischen Maschine sowie für Lagerstellen) ein vergleichsweise niedriges Druckniveau. Die kapazitiven Verbraucher benötigen dabei meist, nachdem sie ihre Betriebspunkte eingestellt haben, nur sehr niedrige Durchflüsse. Verluste bestehen hierbei oftmals nur aus Leckagen in Rechteckringen.
Im Gegensatz dazu benötigen Kühl- und Schmierölversorgungen nur ein sehr niedriges Druckniveau, jedoch je nach Betriebspunkt sehr hohe Durchflüsse.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, in einem Hydrauliksystem eines Getriebes für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs zwei Druckauswahlventile mit jeweils einem Ventilschieber zu verbauen. Mit Hilfe des Ventilschiebers kann jeweils eine den beiden Druckauswahlventile zugeordnete, elektrisch angetriebene Pumpe zwei Ausgänge des Druckauswahlventils bedienen, anstatt nur einen Ausgang. Dadurch wird ermöglicht, eine elektrisch angetriebene Pumpe einzusparen, wobei die Anzahl der Aktuatoren, die man bedienen muss, verdoppelt werden kann. Allerdings kann man sie nicht gleichzeitig betätigen.
In diesem Sinne wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Hydrauliksystem für ein Getriebe eines elektrischen Achsantriebs eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Hydrauliksystem umfasst eine erste Pumpe und eine zweite Pumpe, ein erstes Druckauswahlventil und ein zweites Druckauswahlventil, ein hydraulisch betätigtes erstes Schaltelement und ein hydraulisch betätigtes zweites Schaltelement sowie einen Kühlkreis. Bei dem hydraulisch betätigten ersten Schaltelement kann es sich beispielsweise um eine Bremse handeln. Bei dem hydraulisch betätigten zweiten Schaltelement kann es sich beispielsweise um eine Kupplung handeln.
Die erste Pumpe versorgt dabei das erste Schaltelement über das erste Druckauswahlventil mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, sodass das erste Schaltelement betätigt wird, wenn die erste Pumpe in einem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das erste Druckauswahlventil in einem ersten Schaltzustand befindet. Analog versorgt die zweite Pumpe das zweite Schaltelement über das zweite Druckauswahlventil mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, sodass das zweite Schaltelement betätigt wird, wenn die zweite Pumpe in einem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das zweite Druckauswahlventil in einem ersten Schaltzustand befindet. Die beschriebene Betätigung der Schaltelemente erfolgt dabei insbesondere unter relativ hohem Druck der Hydraulikflüssigkeit bei gleichzeitig relativ niedrigem Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit.
Dahingegen versorgt die erste Pumpe den Kühlkreis über das erste Druckauswahlventil mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, sodass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement durch die Hydraulikflüssigkeit gekühlt werden, wenn die erste Pumpe in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das erste Druckauswahlventil in einem zweiten Schaltzustand befindet. Analog versorgt die zweite Pumpe den Kühlkreis über das zweite Druckauswahlventil mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, sodass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement durch die Hydraulikflüssigkeit gekühlt werden, wenn die zweite Pumpe in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das zweite Druckauswahlventil in einem zweiten Schaltzustand befindet. Die beschriebene Kühlung der Schaltelemente erfolgt dabei insbesondere unter relativ niedrigem Druck der Hydraulikflüssigkeit bei gleichzeitig relativ hohem Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit.
Bei dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem führt eine Auswahl des Betriebsmodus für die jeweilige Pumpe jeweils zu einem bestimmten Zustand des Schaltventils. Wird zum Beispiel die erste Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben, so führt dies dazu, dass sich das erste Druckauswahlventil in seinem ersten Schaltzustand befindet. Dies erfolgt insbesondere durch weiter unten detaillierter beschriebene hydraulische Verstellungen der Druckauswahlventile durch die Pumpen. Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem ermöglicht somit, drei hydraulische Verbraucher durch zwei Pumpeneinheiten zu bedienen. Die Umschaltung von kapazitiven Verbrauchern (den beiden Schaltelementen) auf einen resistiven Verbraucher (die Kühlung der beiden Schaltelemente) erfolgt mit Hilfe der Druckauswahlventile und der Auswahl der Betriebsmodi für die beiden Pumpen, insbesondere über Auswahl von Drehrichtungen von elektrischen Motoren der Pumpen. Wenn beide Schaltelemente Drucköl benötigen, z.B. während einer Überschneidungsschaltung, ist keine Kühlung der Komponenten möglich. Folglich ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems vorwiegend für Radsätze sinnvoll, die zur Gangauswahl lediglich eines der beiden Schaltelementen benötigen.
So kann für das Hydrauliksystem ein Betriebszustand eingestellt werden, gemäß welchem die beiden Pumpen in ihrem Betriebsmodus betrieben werden, sodass sich das erste Druckauswahlventil und das zweite Druckauswahlventil in dem ersten Schaltzustand befinden. In diesem Zustand werden beide Schaltelemente (insbesondere Reibschaltelemente wie Kupplungen oder Bremsen) mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, insbesondere mit Drucköl. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass gleichzeitig die erste Pumpe in dem ersten Betriebsmodus und die zweite Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben werden können, sodass von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das erste Schaltelement betätigt und sodass von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das zweite Schaltelement betätigt.
Weiterhin können für das Hydrauliksystem Betriebszustände eingestellt werden, in welchen eines der Schaltelemente durch eine der beiden Pumpen zum Schalten mit hohem Druck beaufschlagt wird, wohingegen die jeweils andere Pumpe einen hohen Volumenstrom zur Kühlung beider Schaltelemente bereitstellt. So kann beispielsweise ein erster Gang durch Bedruckung des ersten Schaltelements mittels der ersten Pumpe eingelegt bzw. geschaltet werden, wohingegen die zweite Pumpe insbesondere durch eine Drehrichtungsumkehr des Pumpenmotors zur Kühlung beider Schaltelemente verwendet wird. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass gleichzeitig die erste Pumpe in dem ersten Betriebsmodus und die zweite Pumpe in dem zweiten Betriebsmodus betrieben werden können, sodass von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das erste Schaltelement betätigt und sodass von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit beide Schaltelemente kühlt.
Alternativ kann ein zweiter Gang durch Bedruckung des zweiten Schaltelements mittels der zweiten Pumpe eingelegt bzw. geschaltet werden, wohingegen die erste Pumpe insbesondere durch eine Drehrichtungsumkehr des Pumpenmotors zur Kühlung beider Schaltelemente verwendet wird. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass gleichzeitig die erste Pumpe in dem zweiten Betriebsmodus und die zweite Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben werden können, sodass von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das zweite Schaltelement betätigt und sodass von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit beide Schaltelemente kühlt.
Bevorzugt werden die erste Pumpe und die zweite Pumpe jeweils durch eine Antriebswelle eines elektrischen Motors angetrieben, wobei die beiden Pumpen durch entsprechende Bestromung des jeweiligen elektrischen Motors in entgegengesetzten Drehrichtungen betrieben werden können, sodass sich bei den Pumpen alternativ der erste Betriebsmodus oder der zweite Betriebsmodus einstellt. Diese Art des Wechsels bzw. der Einstellung der Betriebsmodi der Pumpen ist besonders effektiv und effizient.
Insbesondere ist die Drehzahl der Antriebswellen der elektrischen Motoren variabel, sodass ein von den beiden Pumpen ausgegebener Hydraulikflüssigkeit-Volumenstrom einstellbar ist. Mit anderen Worten kann nicht nur die Drehrichtung, sondern auch die Höhe der Drehzahl eingestellt werden, um Drücke zum Schalten bzw. Volumenströme zum Kühlen der Schaltelemente bedarfsgerecht einstellen zu können. Die Drehzahl der Antriebswelle der elektrischen Motoren kann dabei als Stellgröße genutzt werden, um den Hydraulikflüssigkeit-Volumenstrom der Pumpen und dadurch auch den Druck an den Schaltelemente (erster Betriebsmodus) bzw. den Druck oder Volumenstrom innerhalb der Kühlleitung als Regelgröße einzustellen bzw. zu regeln. Beispielsweise kann für den ersten Betriebsmodus der jeweiligen Pumpe (verbunden mit einem ersten Schaltzustand des der betreffenden Pumpe zugeordneten Druckauswahlventils) eine Drehzahlregelung des elektrischen Motors ein definiertes Druckniveau an den beiden Schaltelemente bewirkt werden. Dieses Druckniveau kann optional mit Leckageblenden eingestellt und durch entsprechende Drucksensoren auch gemessen werden. Wenn beispielsweise die zweite Pumpe in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, so kann über die Drehzahl des elektrischen Motors der zweiten Pumpe bedarfsgerecht ein Kühlölvolumenstrom an zu kühlenden Komponenten des Getriebes, insbesondere an den Schaltelementen, eingestellt werden. Insbesondere durch eine Drehrichtungsumkehr der zweiten Pumpe vertauschen sich dabei ein Saugbereich und ein Druckbereich der zweiten Pumpe.
Die Druckauswahlventile können sich in ihre zwei unterschiedlichen Schaltzustände insbesondere dadurch begeben, indem Ventilschieber der Druckauswahlventile zu den Schaltzuständen korrespondierende Schaltstellungen einnehmen. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das erste Druckauswahlventil einen ersten Ventilschieber und das zweite Druckauswahlventil einen zweiten Ventilschieber aufweist. Von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit bewegt dabei den ersten Ventilschieber in eine erste Schaltstellung, sodass sich das erste Druckauswahlventil in seinem ersten Schaltzustand befindet, wenn die erste Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird. Dahingegen bewegt von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den ersten Ventilschieber in eine zweite Schaltstellung, sodass sich das erste Druckauswahlventil in seinem zweiten Schaltzustand befindet, wenn die erste Pumpe in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird.
Analog bewegt von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den zweiten Ventilschieber in eine erste Schaltstellung, sodass sich das zweite Druckauswahlventil in seinem ersten Schaltzustand befindet, wenn die zweite Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wohingegen von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den zweiten Ventilschieber in eine zweite Schaltstellung bewegt, sodass sich das zweite Druckauswahlventil in seinem zweiten Schaltzustand befindet, wenn die zweite Pumpe in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird.
Die Verstellung der Ventilschieber der Druckauswahlventile kann besonders zuverlässig und einfach über Druckbeaufschlagung von Kolben der Ventilschieber mittels der Ausgabedrücke der Pumpen erfolgen. In diesem Sinne weisen die erste Pumpe und die zweite Pumpe bevorzugt jeweils einen Primärdruckausgang auf, wobei das erste Druckauswahlventil und das zweite Druckauswahlventil jeweils einen Primärdruckeingang aufweisen. Der Primärdruckausgang der ersten Pumpe ist dabei mit dem Primärdruckeingang des ersten Druckauswahlventils verbunden, sodass die von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Primärdruckkolben des ersten Ventilschiebers wirkt, dass sich der erste Ventilschieber in die erste Schaltstellung bewegt. Analog ist in dieser Ausführungsform der Primärdruckausgang der zweiten Pumpe mit dem Primärdruckeingang des zweiten Druckauswahlventils verbunden, sodass die von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Primärdruckkolben des zweiten Ventilschiebers wirkt, dass sich der zweite Ventilschieber in die erste Schaltstellung bewegt.
In diesem Zusammenhang können die erste Pumpe und die zweite Pumpe weiterhin jeweils einen Sekundärdruckausgang aufweisen, wobei das erste Druckauswahlventil und das zweite Druckauswahlventil jeweils einen Sekundärdruckrückführungsanschluss aufweisen. Der Sekundärdruckausgang der ersten Pumpe ist dabei mit dem Sekundärdruckrückführungsanschluss des ersten Druckauswahlventils verbunden, sodass die von der ersten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Sekundärdruckkolben des ersten Ventilschiebers wirkt, dass sich der erste Ventilschieber in die zweite Schaltstellung bewegt. Analog ist in dieser Ausführungsform der Sekundärdruckausgang der zweiten Pumpe mit dem Sekundärdruckrückführungsanschluss des zweiten Druckauswahlventils verbunden, sodass die von der zweiten Pumpe geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Sekundärdruckkolben des zweiten Ventilschiebers wirkt, dass sich der zweite Ventilschieber in die zweite Schaltstellung bewegt.
Durch das erfindungsgemäße Hydrauliksystem kann weiterhin eine Parksperre betätigt werden. Ein dazu notwendiger Druck zum Auslegen der Parksperre kann von einem der beiden Druckauswahlventile bereitgestellt werden. Insbesondere wird ein Druck an einer der beiden Schaltelemente genutzt, bevorzugt der Druck des Reibschaltelements, welches im ersten Gang aktiv ist. In diesem Sinne umfasst das Hydrauliksystem in einer Ausführungsform ein Parksperrenventil mit einem Parksperrenventilschieber zum Einlegen und Auslegen einer Parksperre des Kraftfahrzeugs. Die erste Pumpe versorgt dabei das Parksperrenventil über das erste Druckauswahlventil derart mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, dass der Parksperrenventilschieber entgegen einer mechanischen Vorspannung in eine Einlegungsstellung verschoben wird und die Parksperre eingelegt wird, wenn die erste Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das erste Druckauswahlventil in dem ersten Schaltzustand befindet. Alternativ versorgt die zweite Pumpe das Parksperrenventil über das zweite Druckauswahlventil derart mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, dass der Parksperrenventilschieber entgegen der mechanischen Vorspannung in die Einlegungsstellung verschoben wird und die Parksperre eingelegt wird, wenn die zweite Pumpe in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das zweite Druckauswahlventil in dem ersten Schaltzustand befindet.
Die Parksperrenanbindung kann bistabil ausgeführt sein, d.h. sie kann erst durch Bestromung eines Ventils aus- oder eingelegt werden. Bei elektrischen Achsantrieben lässt sich dadurch z.B. auch der Zustand N einstellen. In diesem Sinne kann das Parksperrenventil ein elektromagnetisch betätigtes Positionshalteventil mit einem einfahrbaren und ausfahrbaren Zylinder aufweisen. Das Positionshalteventil kann derart bestrom werden, dass der Zylinder sich in eine ausgefahrene Stellung bewegt und dadurch den Parksperrenventilschieber entgegen der mechanischen Vorspannung in der Einlegungsstellung festsetzt. Alternativ kann das Positionshalteventil derart alternativ bestrom werden, dass der Zylinder sich in eine eingefahrene Stellung bewegt und dadurch den Parksperrenventilschieber nicht länger entgegen der mechanischen Vorspannung in der Einlegungsstellung festsetzt.
Ergänzend wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Getriebe bereitgestellt, das ein Hydrauliksystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Bei dem Getriebe handelt es sich insbesondere um ein Zweiganggetriebe, wobei mittels des ersten Schaltelements und mittels des zweiten Schaltelements zwei unterschiedliche Übersetzungen des Getriebes bereitgestellt werden können. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird weiterhin ein elektrischer Achsantrieb bereitgestellt, der ein Getriebe gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst. Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ferner ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, dass einen elektrischen Achsantrieb gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung umfasst.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

1 einen Schaltplan eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems in einem ersten Betriebszustand,
2 das Hydrauliksystem nach 1 in einem zweiten Betriebszustand und
3 eine Draufsicht auf einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, das durch einen elektrischen Achsantrieb angetrieben werden kann, der ein Getriebe mit dem Hydrauliksystem nach 1 umfasst.

1 zeigt Hydrauliksystem 1, das gemäß 3 in einem Getriebe 2 eines elektrischen Achsantriebs 3 eines Kraftfahrzeugs 4 eingesetzt werden kann. Das Hydrauliksystem 1 nach 1 umfasst insbesondere eine erste Pumpe P1, die von einer Antriebswelle 5 einer ersten elektrischen Maschine 6 angetrieben wird, und eine zweite Pumpe P2, die von einer Antriebswelle 7 einer zweiten elektrischen Maschine 8 angetrieben wird. Die Antriebswellen 5, 7 der elektrischen Maschinen 6, 8 können durch entsprechende Bestromung in unterschiedlichen Drehrichtungen in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung angetrieben werden, was jeweils durch einen Drehrichtungsdoppelpfeil 9 bzw. 10 verdeutlicht ist. Weiterhin können die Antriebswellen 5, 7 der elektrischen Maschinen 6, 8 mit unterschiedlichen Drehzahlen in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung angetrieben werden, sodass die Drehzahl der Antriebswellen 5, 7 der elektrischen Motoren 6, 8 variabel ist. Auf diese Weise kann ein von den beiden Pumpen P1, P2 ausgegebener Hydraulikflüssigkeit-Volumenstrom auf vorgegebene Werte eingestellt werden.
Das Hydrauliksystem 1 umfasst weiterhin ein erstes Druckauswahlventil 11 mit einem ersten Ventilschieber 12 und ein zweites Druckauswahlventil 13 mit einem zweiten Ventilschieber 14. Ferner umfasst das Hydrauliksystem 1 ein hydraulisch betätigtes erstes Schaltelement in Form einer Bremse B und ein hydraulisch betätigtes zweites Schaltelement in Form einer Kupplung K sowie einen Kühlkreis 15 zur Kühlung der Bremse B, der Kupplung K sowie eines Elektromotors 16 des elektrischen Achsantriebs 3. Die Kühlung des Elektromotors 16 ist in 1 und 2 mit dem Bezugszeichen „17“ gekennzeichnet.
Die erste Pumpe P1 weist einen Primärausgang 18 und einen Sekundärausgang 19 auf. Die zweite Pumpe P2 weist ebenfalls einen Primärausgang 20 und einen Sekundärausgang 21 auf. Über die Primärausgänge 18, 20 und die Sekundärausgänge 19, 21 fördern die beiden Pumpen P1, P2 jeweils einen Ölvolumenstrom in Richtung der Druckauswahlventile 11 bzw. 13. Bei den beiden Pumpen P1, P2 sowie den zugehörigen elektrischen Motoren 6, 8 zum Antrieb der Pumpen P1, P2 kann es sich insbesondere um Gleichteile handeln, d.h. die erste Pumpe P1 ist baugleich mit der zweiten Pumpe P2 und die elektrischen Motoren 6, 8 sind ebenfalls baugleich. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Bei den beiden Druckauswahlventilen 11, 13 kann es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls um Gleichteile handeln, was jedoch nicht zwingend ist. Der erste Ventilschieber 12 des ersten Druckauswahlventils 11 kann innerhalb eines ersten Ventilgehäuses 22 des ersten Druckauswahlventils 11 entlang einer Längsachse L des ersten Druckauswahlventils 11 in einander entgegengesetzten axialen Richtungen x1 (erste Richtung) und x2 (zweite Richtung) hin und her verstellt werden. Der zweite Ventilschieber 14 des zweiten Druckauswahlventils 13 kann analog innerhalb eines zweiten Ventilgehäuses 23 des zweiten Druckauswahlventils 13 entlang einer Längsachse L des zweiten Druckauswahlventils 13 in einander entgegengesetzten axialen Richtungen x1 (erste Richtung) und x2 (zweite Richtung) hin und her verstellt werden.
Die beiden Druckauswahlventile 11, 13 weisen jeweils sechs entlang der Längsachse L mit Abstand zueinander angeordnete Ventilbünde 24, 25 auf. Die Ventilbünde 24 können von dem jeweiligen Ventilgehäuse 22, 23 gebildet werden. Die Ventilbünde 24, 25 sind innen hohl ausgestaltet, verlaufen insbesondere 360° umlaufend und bilden jeweils eine Ventiltasche 26, 27, welche sich in einer radialen Richtung r der Druckauswahlventile 11, 13 weiter nach außen erstreckt als eine in der Längsrichtung L der Druckauswahlventile verlaufende Längsbohrung 28, 29 der Ventilgehäuse 22, 23. Die Ventilgehäuse 22, 23 weisen weiterhin im Bereich jeder der Ventiltaschen 24 jeweils wenigstens einen Anschluss auf, welcher jeweils mit einer der Ventiltaschen 26, 27 verbunden ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 1 und 2 jeweils lediglich ein Ventilbund 24, 25 und eine Ventiltasche 26, 27 exemplarisch mit einem Bezugszeichen versehen. Die einzelnen Anschlüsse der Druckauswahlventile 11, 13 werden im Folgenden näher beschrieben.
Im Bereich der ersten Stirnseite S1 ist jeweils ein Primärdruckrückführungsanschluss 30, 31 im Bereich eines Ventilbunds 24, 25 und einer Ventiltasche 26, 27 angeordnet. Der Primärdruckrückführungsanschluss 30, 31 ist ein Druckeingang und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils über eine Primärdruck-Rückführungsleitung 32, 33 mit einem Primärdruckausgang 34, 35 der Druckauswahlventile 11, 13 verbunden. Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt. Unter dem Merkmal „trennt“, „getrennt“ oder „nicht verbunden“ hingegen kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweils voneinander getrennten Elemente nicht hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass kein Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.
Benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 weist das erste Druckauswahlventil 11 einen Primärdruckeingang 36 auf, der mit dem Primärdruckausgang 18 der ersten Pumpe P1 verbunden ist. Das erste Druckauswahlventil 11 weist weiterhin einen Sekundärdruckeingang 37 auf, der mit dem Sekundärdruckausgang 19 der ersten Pumpe P1 verbunden ist. Analog weist das zweite Druckauswahlventil 13 einen Primärdruckeingang 38 auf, der mit dem Primärdruckausgang 20 der zweiten Pumpe P2 verbunden ist. Das zweite Druckauswahlventil 13 weist weiterhin einen Sekundärdruckeingang 39 auf, der mit dem Sekundärdruckausgang 21 der zweiten Pumpe P2 verbunden ist. Auf gleicher axialer Höhe wie die Primärdruckeingänge 36, 38 weisen die Druckauswahlventile 11, 13 jeweils ihre Primärdruckausgänge 34, 35 auf, die mit den Primärdruckeingängen 36, 38 verbunden sind. Auf gleicher axialer Höhe wie die Sekundärdruckeingänge 37, 39 weisen die Druckauswahlventile 11, 13 jeweils einen Sekundärdruckausgang 44, 45 auf, die einerseits mit den Sekundärdruckeingängen 37, 39 des betreffenden Druckauswahlventils 11, 13 und andererseits mit dem Kühlkreis 15 verbunden sind.
Im Bereich der zweiten Stirnseite S2 ist jeweils ein Sekundärdruckrückführungsanschluss 40, 41 im Bereich eines Ventilbunds 24, 25 und einer Ventiltasche 26, 27 angeordnet. Der Sekundärdruckrückführungsanschluss 40, 41 ist ein Druckeingang und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils über eine Sekundärdruck-Rückführungsleitung 42, 43 mit dem jeweiligen Sekundärdruckausgang 19, 21 der Pumpen P1, P2 verbunden.
Die beiden Ventilschieber 12, 14 der beiden Druckauswahlventile 11, 13 weisen jeweils mehrere Kolben auf, die axial mit Abstand zueinander fest, insbesondere einteilig, mit dem jeweiligen Ventilschieber 12 bzw. 14 verbunden sind. Dabei ist ein Primärdruckkolben 46 axial endseitig auf der ersten Stirnseite S1 des ersten Druckauswahlventils 11 angeordnet, wohingegen ein Sekundärdruckkolben 47 endseitig auf der zweiten Stirnseite S2 des ersten Druckauswahlventils 11 angeordnet ist. Analog ist ein Primärdruckkolben 48 axial endseitig auf der ersten Stirnseite S1 des zweiten Druckauswahlventils 13 angeordnet, wohingegen ein Sekundärdruckkolben 49 endseitig auf der zweiten Stirnseite S2 des zweiten Druckauswahlventils 13 angeordnet ist. Die Durchmesser der Kolben 46, 47, 48 und 49 sind derart gewählt, dass sie innerhalb der Längsbohrungen 28, 29 der Ventilgehäuse 22, 23 in der Längsrichtung L hin und her bewegt werden können, und zwar insbesondere (in hohem Maße) abdichtend und reibungsfrei. Die Ventiltaschen 26, 27 wiederum erstrecken sich in der radialen Richtung r weiter nach außen als die Kolben 46, 47, 48 und 49.
1 und 2 zeigen, wie mit dem Hydrauliksystem 1 drei hydraulische Verbraucher (Bremse B, Kupplung K, Kühlkreis 15) mit den zwei Pumpen P1, P2 bedient werden können, d.h. mit einem entsprechenden Öldruck bzw. Ölvolumenstrom versorgt werden können. Die Umschaltung von den kapazitiven Verbrauchern (Bremse B und/oder Kupplung K) auf den resistiven Verbraucher (Kühlkreis 15) erfolgt mit Hilfe der Druckauswahlventil 11, 13 und den Drehrichtungen der elektrischen Motoren 6, 8 der Pumpen P1, P2. Wenn die Ventilschieber 12, 14 der Druckauswahlventile in einer durch 1 gezeigten ersten Schaltstellung stehen, dann werden beide Reibschaltelemente (Kupplung K und Bremse B) mit Drucköl versorgt, welches die Pumpen P1, P2 über die Druckauswahlventile 11, 13 zu der Bremse B und der Kupplung K fördern.
Dabei bewegt von der ersten Pumpe P1 gefördertes, unter Druck stehendes Öl den ersten Ventilschieber 12 in die erste Schaltstellung, sodass sich das erste Druckauswahlventil 11 in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn die erste Pumpe P1 in einer ersten Drehrichtung angetrieben und somit in einem ersten Betriebsmodus betrieben wird. Analog bewegt von der zweiten Pumpe P2 gefördertes, unter Druck stehendes Öl den zweiten Ventilschieber 14 in die erste Schaltstellung, sodass sich das zweite Druckauswahlventil 13 in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn die zweite Pumpe P2 in einer ersten Drehrichtung angetrieben und somit in einem ersten Betriebsmodus betrieben wird.
Im Detail fördert gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 die erste Pumpe P1 Öl über den Primärdruckausgang 18 zu dem Primärdruckeingang 36 des ersten Druckauswahlventils 11. Innerhalb des ersten Druckauswahlventils 11 wird das Öl über die Ventiltasche im Bereich des Primärdruckeingangs 36 sowie über die Längsbohrung 28 zu dem Primärdruckausgang 34 geleitet. Das Öl verlässt das erste Druckauswahlventil 11 über den Primärdruckausgang 34 und gelangt zum einen über die Primärdruck-Rückführungsleitung 32 des ersten Druckauswahlventils 11 zu dem Primärdruckrückführungsanschluss 30 des ersten Druckauswahlventils 11. Dort füllt es die Ventiltasche 26 und die Längsbohrung 28, sodass der Primärdruckkolben 46 in der zweiten axialen Richtung x2 mit Druck beaufschlagt wird, wodurch sich der Ventilschieber 12 des ersten Druckauswahlventils 11 in der zweiten axialen Richtung x2 in einen axialen Endanschlag bewegt, welcher durch 1 gezeigt ist und welcher der ersten Schaltstellung des Ventilschiebers 12 entspricht. Andererseits gelangt das Öl, welches das erste Druckauswahlventil 11 über den Primärdruckausgang 34 verlässt, über eine erste Primärdruckleitung 52 zu der Bremse B und zu einem weiter unten näher beschriebenen Parksperrenventil 53. Eine Drehzahlregelung des elektrischen Motors 6 der ersten Pumpe P1 bewirkt hierbei zusammen mit einer Leckageblende 50, die parallel zu der ersten Primärdruckleitung 52 geschaltet ist und zu einem drucklosen Tank T führt, ein definierbares Druckniveau an der Bremse B. Das Druckniveau an der Bremse B kann durch einen Drucksensor pB gemessen werden.
Auch die zweite Pumpe P2 fördert gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 Öl über ihren Primärdruckausgang 20 zu dem Primärdruckeingang 38 des zweiten Druckauswahlventils 13. Innerhalb des zweiten Druckauswahlventils 13 wird das Öl über die Ventiltasche im Bereich des Primärdruckeingangs 38 sowie über die Längsbohrung 29 zu dem Primärdruckausgang 35 geleitet. Das Öl verlässt das zweite Druckauswahlventil 13 über den Primärdruckausgang 35 und gelangt zum einen über die Primärdruck-Rückführungsleitung 33 des zweiten Druckauswahlventils 13 zu dem Primärdruckrückführungsanschluss 31 des zweiten Druckauswahlventils 13. Dort füllt es die Ventiltasche 27 und die Längsbohrung 29, sodass der Primärdruckkolben 48 in der zweiten axialen Richtung x2 mit Druck beaufschlagt wird, wodurch sich der Ventilschieber 14 des zweiten Druckauswahlventils 13 in der zweiten axialen Richtung x2 in einen axialen Endanschlag bewegt, welcher durch 1 gezeigt ist und welcher der ersten Schaltstellung des Ventilschiebers 14 entspricht. Andererseits gelangt das Öl, welches das erste Druckauswahlventil 13 über den Primärdruckausgang 35 verlässt, über eine zweite Primärdruckleitung 54 zu der Kupplung K. Eine Drehzahlregelung des elektrischen Motors 8 der zweiten Pumpe P2 bewirkt hierbei zusammen mit einer Leckageblende 51, die parallel zu der zweiten Primärdruckleitung 54 geschaltet ist und zu dem drucklosen Tank T führt, ein definierbares Druckniveau an der Kupplung K. Das Druckniveau an der Kupplung K kann durch einen Drucksensor pK gemessen werden.
Wenn sowohl die Bremse B als auch die Kupplung K Drucköl benötigen, z.B. während einer Überschneidungsschaltung, ist keine Kühlung der beiden Schaltelemente B, K und des Elektromotorkühlung 17 über den Kühlkreis 15 möglich, da dieser dann von keiner der Pumpen P1, P2 mit einem dazu notwendigen Ölvolumenstrom versorgt wird. Folglich wird das Hydrauliksystem 1 vorteilhafterweise für Radsätze eingesetzt, die zur Gangwahl überwiegend nur eine der beiden Schaltelemente B, K benötigen.
2 zeigt einen alternativen Betriebszustand des Hydrauliksystems 1, wobei z. B. der erste Gang des Getriebes geschaltet ist. Die erste Pumpe P1 fördert über das erste Druckauswahlventil 11 Öl zu der Bremse B, wie dies im Zusammenhang mit 1 beschrieben worden ist. Der elektrische Motor 8 der zweiten Pumpe P2 wird derart bestromt, dass sich deren Antriebswelle 7 in umgekehrter Richtung als in dem Ausführungsbeispiel nach 1 dreht. Dadurch erfährt auch die zweite Pumpe P2 eine Drehrichtungsumkehr, sodass die zweite Pumpe P2 Öl über das zweite Druckauswahlventil 13 in den Kühlkreis 15 fördert, um beide Schaltelemente B, K und den Elektromotor 16 des Achsantriebs zu kühlen. Durch die Drehrichtungsumkehr an der zweiten Pumpe P2 vertauschen sich Saug- und Druckbereich und der Ventilschieber 14 des zweiten Druckauswahlventils 13 wandert in der ersten axialen Richtung x1 in den durch 2 gezeigten unteren Endanschlag. Über die Drehzahl des elektrischen Motors 8 der zweiten Pumpe P2 kann bedarfsgerecht ein Kühlölstrom an den Komponenten B, K, 17 eingestellt werden.
Im Detail bewegt von der zweiten Pumpe P2 gefördertes, unter Druck stehendes Öl den zweiten Ventilschieber 14 in die zweite Schaltstellung, sodass sich das zweite Druckauswahlventil 13 in einem zweiten Schaltzustand befindet, wenn die zweite Pumpe P2 in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung angetrieben und somit in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird. Dabei fördert die zweite Pumpe P2 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 Öl über ihren Sekundärdruckausgang 21 und die Sekundärdruck-Rückführungsleitung 43 zu dem Sekundärdruckrückführungsanschluss 41 des zweiten Druckauswahlventils 13. Dort füllt es die Ventiltasche und die Längsbohrung 29, sodass der Sekundärdruckkolben 49 in der ersten axialen Richtung x1 mit Druck beaufschlagt wird und sich der Ventilschieber 14 des zweiten Druckauswahlventils 13 in der ersten axialen Richtung x1 in einen axialen Endanschlag bewegt, welcher durch 2 gezeigt ist und welcher der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers 14 entspricht. Weiterhin fördert die zweite Pumpe P2 Öl über ihren Sekundärdruckausgang 21 zu dem Sekundärdruckeingang 39 des zweiten Druckauswahlventils 13. Innerhalb des zweiten Druckauswahlventils 13 wird das Öl über die Ventiltasche im Bereich des Sekundärdruckeingangs 39 und die Längsbohrung 29 zu dem Sekundärdruckausgang 45 geleitet, von wo aus das Öl in den Kühlkreis 15 gelangt. Das Hydrauliksystem 1 kann auch alternativ derart betrieben werden, dass anstatt der zweiten Pumpe P2 die erste Pumpe P1 in ihrem zweiten Betriebsmodus und die zweite Pumpe P2 in ihrem ersten Betriebsmodus betrieben wird, sodass von der zweiten Pumpe P2 gefördertes, unter Druck stehendes Öl über das erste Druckauswahlventil zur Kupplung K geleitet wird, sodass die Kupplung K betätigt wird, wobei von der ersten Pumpe P1 gefördertes, unter Druck stehendes Öl in den Kühlkreis 15 geleitet wird, sodass sowohl die Bremse B als auch die Kupplung K mit Öl gekühlt werden.
Mittels des Öldrucks von der ersten Pumpe P1 kann weiterhin eine Parksperre betätigt werden. Dazu umfasst das Hydrauliksystem 1 das Parksperrenventil 52 mit einem Parksperrenventilschieber 66 zum Einlegen und Auslegen einer Parksperre des Kraftfahrzeugs 4. Weiterhin umfasst das Parksperrenventil 52 ein elektromagnetisch betätigtes Positionshalteventil 67 mit Zylinder 68, der eingefahren und ausgefahren werden kann. Wenn die erste Pumpe P1 - wie durch 1 und 2 gezeigt - in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird und sich dadurch das erste Druckauswahlventil 11 in seinem ersten Schaltzustand befindet, dann versorgt die erste Pumpe P1 das Parksperrenventil 53 über das erste Druckauswahlventil 11 derart mit unter Druck stehendem Öl, dass der Parksperrenventilschieber 66 entgegen einer mechanischen Vorspannung durch eine Feder 69 in eine Einlegungsstellung verschoben werden kann, sodass die Parksperre ausgelegt wird. Das Hydrauliksystem 1 kann auch derart abgeändert werden, dass alternativ die zweite Pumpe P2 über das zweite Druckauswahlventil 13 mit dem Parksperrenventil 53 verbunden wird.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Parksperrenanbindung bistabil ausgeführt, d.h. sie kann erst durch Bestromung des elektromagnetisch betätigten Positionshalteventils 67 aus- oder eingelegt werden. Bei dem elektrischen Achsantrieb 3 lässt sich dadurch z.B. auch der Zustand N einstellen. Das Positionshalteventil 67 kann dabei derart bestrom werden, dass der Zylinder 68 sich in eine ausgefahrene Stellung bewegt und dadurch den Parksperrenventilschieber 66 entgegen der mechanischen Vorspannung der Feder 69 in der Einlegungsstellung („P_ein“ in 1 und 2) oder in einer Auslegungsstellung („P_aus“ in 1 und 2) festsetzt. Alternativ kann das Positionshalteventil 53 derart alternativ bestrom werden, dass der Zylinder 68 sich in eine eingefahrene Stellung bewegt und dadurch den Parksperrenventilschieber 66 nicht länger entgegen der mechanischen Vorspannung der Feder 15 in der Einlegungsstellung oder in der Auslegungsstellung festsetzt.
5 zeigt rein beispielhaft ein Kraftfahrzeug 4, z.B. einen Personenkraftfahrwagen (Pkw). Das Kraftfahrzeug 4 weist einen im Folgenden grob erläuterten Antriebstrang 56 auf, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel optional einen zuschaltbaren und abschaltbaren Allradantrieb ermöglicht. Der Antriebsstrang 56 umfasst im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 eine Antriebseinheit 57. Die Antriebseinheit 57 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Motor 58, z. B. einen Verbrennungskraftmotor oder eine elektrische Maschine, sowie ein Getriebe 59. Die Antriebseinheit 57 treibt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über ein vorderes Differenzialgetriebe 60 zwei Vorderräder 61 und 62 permanent an, die an einer Vorderachse 63 angebracht sind. Der Antriebsstrang 56 kann alternativ oder zusätzlich zu dem beschriebenen Vorderachsantrieb einen ggfs. zuschaltbaren und abschaltbaren elektrischen Achsantrieb 3 aufweisen. Der elektrische Achsantrieb 3 umfasst in dem gezeigten Beispiel wenigstens einen Elektromotor 16 sowie ein Getriebe 2 mit einem Hydrauliksystem 1 nach 1 und 2. Zwei Hinterräder 55, 64 können dabei über eine Hinterachse 65 von dem elektrischen Achsantrieb 3 angetrieben werden.
Bezugszeichen

B: Bremse
K: Kupplung
L: Längsachse Druckauswahlventile
pB: Drucksensor Bremse
bK: Drucksensor Kupplung
P1: erste Pumpe
P2: zweite Pumpe
r: radiale Richtung
T: druckloser Tank
x1: erste axiale Richtung
x2: zweite axiale Richtung
1: Hydrauliksystem
2: Getriebe
3: elektrischer Achsantrieb
4: Kraftfahrzeug
5: Antriebswelle erste elektrische Maschine
6: erste elektrische Maschine
7: Antriebswelle zweite elektrische Maschine
8: zweite elektrische Maschine
9: Drehrichtungen erste elektrische Maschine
10: Drehrichtungen erste elektrische Maschine
11: erstes Druckauswahlventil
12: erster Ventilschieber
13: zweites Druckauswahlventil
14: zweiter Ventilschieber
15: Kühlkreis
16: Elektromotor Achsantrieb
17: Elektromotorkühlung
18: Primärausgang erste Pumpe
19: Sekundärausgang erste Pumpe
20: Primärausgang zweite Pumpe
21: Primärausgang zweite Pumpe
22: Ventilgehäuse erstes Druckauswahlventil
23: Ventilgehäuse zweites Druckauswahlventil
24: Ventilbund erstes Druckauswahlventil
25: Ventilbund zweites Druckauswahlventil
26: Ventiltasche erstes Druckauswahlventil
27: Ventiltasche zweites Druckauswahlventil
28: Längsbohrung erstes Druckauswahlventil
29: Längsbohrung zweites Druckauswahlventil
30: Primärdruckrückführungsanschluss erstes Druckauswahlventil
31: Primärdruckrückführungsanschluss zweites Druckauswahlventil
32: Primärdruck-Rückführungsleitung erstes Druckauswahlventil
33: Primärdruck-Rückführungsleitung zweites Druckauswahlventil
34: Primärdruckausgang erstes Druckauswahlventil
35: Primärdruckausgang zweites Druckauswahlventil
36: Primärdruckeingang erstes Druckauswahlventil
37: Sekundärdruckeingang erstes Druckauswahlventil
38: Primärdruckeingang zweites Druckauswahlventil
39: Sekundärdruckeingang zweites Druckauswahlventil
40: Sekundärdruckrückführungsanschluss erstes Druckauswahlventil
41: Sekundärdruckrückführungsanschluss zweites Druckauswahlventil
42: Sekundärdruck-Rückführungsleitung erstes Druckauswahlventil
43: Sekundärdruck-Rückführungsleitung zweites Druckauswahlventil
44: Sekundärdruckausgang erstes Druckauswahlventil
45: Sekundärdruckausgang zweites Druckauswahlventil
46: Primärdruckkolben erster Ventilschieber
47: Sekundärdruckkolben erster Ventilschieber
48: Primärdruckkolben zweiter Ventilschieber
49: Sekundärdruckkolben zweiter Ventilschieber
50: Leckageblende
51: Leckageblende
52: erste Primärdruckleitung
53: Parksperrenventil
54: erste Primärdruckleitung
55: erstes Hinterrad
56: Antriebsstrang
57: Antriebseinheit
58: Motor
59: Getriebe
60: Differentialgetriebe
61: Vorderrad
62: Vorderrad
63: Vorderachse
64: Hinterrad
65: Hinterachse
66: Parksperrenventilschieber
67: Positionshalteventil
68: Zylinder
69: Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020004389 A1 [0003]

Claims

Hydrauliksystem (1) für ein Getriebe (2) eines elektrischen Achsantriebs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), das Hydrauliksystem (1) umfassend - eine erste Pumpe (P1) und eine zweite Pumpe (P2), - ein erstes Druckauswahlventil (11) und ein zweites Druckauswahlventil (13), - ein hydraulisch betätigtes erstes Schaltelement (B) und ein hydraulisch betätigtes zweites Schaltelement (K) sowie - einen Kühlkreis (15), wobei - die erste Pumpe (P1) das erste Schaltelement (B) über das erste Druckauswahlventil (11) mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt, sodass das erste Schaltelement (B) betätigt wird, wenn die erste Pumpe (P1) in einem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das erste Druckauswahlventil (11) in einem ersten Schaltzustand befindet, - die zweite Pumpe (P2) das zweite Schaltelement (K) über das zweite Druckauswahlventil (13) mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt, sodass das zweite Schaltelement (K) betätigt wird, wenn die zweite Pumpe (P2) in einem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das zweite Druckauswahlventil (13) in einem ersten Schaltzustand befindet, - die erste Pumpe (P1) den Kühlkreis (15) über das erste Druckauswahlventil (11) mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt, sodass das erste Schaltelement (B) und das zweite Schaltelement (K) durch die Hydraulikflüssigkeit gekühlt werden, wenn die erste Pumpe (P1) in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das erste Druckauswahlventil (11) in einem zweiten Schaltzustand befindet, und - die zweite Pumpe (P2) den Kühlkreis (15) über das zweite Druckauswahlventil (13) mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt, sodass das erste Schaltelement (B) und das zweite Schaltelement (K) durch die Hydraulikflüssigkeit gekühlt werden, wenn die zweite Pumpe (P2) in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das zweite Druckauswahlventil (13) in einem zweiten Schaltzustand befindet.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 1, wobei gleichzeitig die erste Pumpe (P1) in dem ersten Betriebsmodus und die zweite Pumpe (P2) in dem ersten Betriebsmodus betrieben werden können, sodass - von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das erste Schaltelement (11) betätigt und - von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das zweite Schaltelement (K) betätigt.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei gleichzeitig die erste Pumpe (P1) in dem ersten Betriebsmodus und die zweite Pumpe (P2) in dem zweiten Betriebsmodus betrieben werden können, sodass - von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das erste Schaltelement (B) betätigt und - von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit beide Schaltelemente (B, K) kühlt.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei gleichzeitig die erste Pumpe (P1) in dem zweiten Betriebsmodus und die zweite Pumpe (P2) in dem ersten Betriebsmodus betrieben werden können, sodass - von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit das zweite Schaltelement (K) betätigt und - von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit beide Schaltelemente (B, K) kühlt.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - die erste Pumpe (P1) und die zweite Pumpe (P2) jeweils durch eine Antriebswelle (5, 7) eines elektrischen Motors (6, 8) angetrieben werden, und - die beiden Pumpen (P1, P2) durch entsprechende Bestromung des jeweiligen elektrischen Motors (6, 8) in entgegengesetzten Drehrichtungen betrieben werden können, sodass sich bei den Pumpen (P1, P2) alternativ der erste Betriebsmodus oder der zweite Betriebsmodus einstellt.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 5, wobei die Drehzahl der Antriebswellen (5, 7) der elektrischen Motoren (6, 8) variabel ist, sodass ein von den beiden Pumpen (P1, P2) ausgegebener Hydraulikflüssigkeit-Volumenstrom einstellbar ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - das erste Druckauswahlventil (11) einen ersten Ventilschieber (12) und das zweite Druckauswahlventil (13) einen zweiten Ventilschieber (14) aufweist, - von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den ersten Ventilschieber (12) in eine erste Schaltstellung bewegt, sodass sich das erste Druckauswahlventil (11) in seinem ersten Schaltzustand befindet, wenn die erste Pumpe (P1) in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, und - von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den ersten Ventilschieber (12) in eine zweite Schaltstellung bewegt, sodass sich das erste Druckauswahlventil (11) in seinem zweiten Schaltzustand befindet, wenn die erste Pumpe (P1) in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 7, wobei - von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den zweiten Ventilschieber (14) in eine erste Schaltstellung bewegt, sodass sich das zweite Druckauswahlventil (13) in seinem ersten Schaltzustand befindet, wenn die zweite Pumpe (P2) in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, und - von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den zweiten Ventilschieber (14) in eine zweite Schaltstellung bewegt, sodass sich das zweite Druckauswahlventil (13) in seinem zweiten Schaltzustand befindet, wenn die zweite Pumpe (P2) in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 8, wobei - die erste Pumpe (P1) und die zweite Pumpe (P2) jeweils einen Primärdruckausgang (18, 20) aufweisen, - das erste Druckauswahlventil (11) und das zweite Druckauswahlventil (13) jeweils einen Primärdruckeingang (36, 38) aufweisen, - der Primärdruckausgang (18) der ersten Pumpe (P1) mit dem Primärdruckeingang (36) des ersten Druckauswahlventils (11) verbunden ist, sodass die von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Primärdruckkolben (46) des ersten Ventilschiebers (12) wirkt, dass sich der erste Ventilschieber (12) in die erste Schaltstellung bewegt, und - der Primärdruckausgang (20) der zweiten Pumpe (P2) mit dem Primärdruckeingang (38) des zweiten Druckauswahlventils (13) verbunden ist, sodass die von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Primärdruckkolben (48) des zweiten Ventilschiebers (14) wirkt, dass sich der zweite Ventilschieber (14) in die erste Schaltstellung bewegt.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 9, wobei - die erste Pumpe (P1) und die zweite Pumpe (P2) jeweils einen Sekundärdruckausgang (19, 21) aufweisen, - das erste Druckauswahlventil (11) und das zweite Druckauswahlventil (13) jeweils einen Sekundärdruckrückführungsanschluss (40, 41) aufweisen, - der Sekundärdruckausgang (19) der ersten Pumpe (P1) mit dem Sekundärdruckrückführungsanschluss (40) des ersten Druckauswahlventils (11) verbunden ist, sodass die von der ersten Pumpe (P1) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Sekundärdruckkolben (47) des ersten Ventilschiebers (12) wirkt, dass sich der erste Ventilschieber (12) in die zweite Schaltstellung bewegt, und - der Sekundärdruckausgang (21) der zweiten Pumpe (P2) mit dem Sekundärdruckrückführungsanschluss (41) des zweiten Druckauswahlventils (13) verbunden ist, sodass die von der zweiten Pumpe (P2) geförderte, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit derart auf einen Sekundärdruckkolben (49) des zweiten Ventilschiebers (14) wirkt, dass sich der zweite Ventilschieber (14) in die zweite Schaltstellung bewegt.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das Hydrauliksystem (1) umfassend ein Parksperrenventil (53) mit einem Parksperrenventilschieber (66) zum Einlegen und Auslegen einer Parksperre des Kraftfahrzeugs (4), wobei - die erste Pumpe (P1) das Parksperrenventil (53) über das erste Druckauswahlventil (11) derart mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt, dass der Parksperrenventilschieber (66) entgegen einer mechanischen Vorspannung in eine Einlegungsstellung verschoben wird und die Parksperre eingelegt wird, wenn die erste Pumpe (P1) in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das erste Druckauswahlventil (11) in dem ersten Schaltzustand befindet, oder alternativ - die zweite Pumpe (P2) das Parksperrenventil (53) über das zweite Druckauswahlventil (13) derart mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt, dass der Parksperrenventilschieber (66) entgegen der mechanischen Vorspannung in die Einlegungsstellung verschoben wird und die Parksperre eingelegt wird, wenn die zweite Pumpe (P2) in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, wodurch sich das zweite Druckauswahlventil (13) in dem ersten Schaltzustand befindet.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 11, wobei - das Parksperrenventil (53) ein elektromagnetisch betätigtes Positionshalteventil (67) mit einem einfahrbaren und ausfahrbaren Zylinder (68) aufweist, - das Positionshalteventil (53) derart bestrom werden kann, dass der Zylinder (68) sich in eine ausgefahrene Stellung bewegt und dadurch den Parksperrenventilschieber (66) entgegen der mechanischen Vorspannung in der Einlegungsstellung festsetzt, und - das Positionshalteventil (53) derart alternativ bestrom werden kann, dass der Zylinder (68) sich in eine eingefahrene Stellung bewegt und dadurch den Parksperrenventilschieber (66) nicht länger entgegen der mechanischen Vorspannung in der Einlegungsstellung festsetzt.