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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Fahrzeugvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugvorrichtungen mit einer als Schieberventil ausgebildeten Ventileinheit bekannt, welche dazu vorgesehen ist, einen Öldruck in einer Hauptleitung einer Wärmekraftmaschine zu regeln.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Fahrzeugvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Druckregelung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 25 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Fahrzeugvorrichtung mit zumindest einer Ventileinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, einen Fluiddruck eines Druckfluids, wie beispielsweise Öl, in wenigstens einer Fluidleitung zu regeln.
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Gemäß eines Aspekts der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Fluidleitung als Hauptleitung, vorteilhaft Hauptölleitung, einer Wärmekraftmaschine und die Ventileinheit als vorgesteuerte Druckregelventileinheit ausgebildet ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Unter einer „Fahrzeugvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Fahrzeugs und vorteilhaft einer Wärmekraftmaschine, insbesondere eines Verbrennungsmotors, des Fahrzeugs verstanden werden. Insbesondere kann die Fahrzeugvorrichtung dabei auch die, vorzugsweise als Hauptleitung ausgebildete, Fluidleitung, die Wärmekraftmaschine, zumindest eine, beispielsweise als Ölsumpf, als Ölbehälter, als Ölwanne und/oder als Öltank ausgebildete, Druckfluidspeichereinheit und/oder das Druckfluid umfassen. Bevorzugt verbindet die Fluidleitung die Druckfluidspeichereinheit mit wenigstens einem weiteren Bauteil der Fahrzeugvorrichtung und vorteilhaft mit wenigstens einem weiteren Bauteil der Wärmekraftmaschine, wie beispielsweise einem Kurbelgehäuse, einem Motorkopf, einer Nockenwelle, einem Nockenwellenversteller, einer Kolbenmaschine und/oder einem Zylinder.
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Ferner soll unter einer „Ventileinheit“ insbesondere eine, insbesondere mit der Fluidleitung in Wirkverbindung stehende, Einheit, insbesondere Druckregelventileinheit, verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand das Druckfluid und/oder wenigstens einen Fluidstrom des Druckfluids, insbesondere zumindest durch die zumindest eine Fluidleitung, zu beeinflussen. Vorteilhaft umfasst die Ventileinheit dazu wenigstens ein Fluidventil und besonders vorteilhaft mehrere Fluidventile. Darunter, dass ein Objekt ein weiteres Objekt „beeinflusst“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das weitere Objekt bei einer Abwesenheit und/oder Inaktivität des Objekts einen anderen Zustand und/oder einen anderen Verlauf aufweist und/oder annimmt als bei einer Anwesenheit und/oder Aktivität des Objekts. Besonders bevorzugt ist die Ventileinheit in dem Betriebszustand zu einer Anpassung, insbesondere zu einer Erhöhung und/oder Reduzierung, des Fluiddrucks in der Fluidleitung vorgesehen. Vorzugsweise weist die Ventileinheit dazu wenigstens eine, insbesondere von der Fluidleitung verschiedene, Fluidverbindung mit der Druckfluidspeichereinheit und/oder einer weiteren Druckfluidspeichereinheit auf. Ferner soll unter einer „vorgesteuerten Druckregelventileinheit“ insbesondere eine bevorzugt zweistufige Ventileinheit verstanden werden, welche insbesondere wenigstens eine, vorteilhaft genau eine, Hauptsteuerstufe und wenigstens eine, vorteilhaft genau eine, Vorsteuerstufe aufweist. Bevorzugt weist die Hauptsteuerstufe dabei eine direkte und die Vorsteuerstufe eine indirekte Verbindung zu der Fluidleitung auf. Durch diese Ausgestaltung kann eine Fahrzeugvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Druckregelung bereitgestellt werden. Insbesondere kann dabei eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Wartungseffizienz, eine Regelungseffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Fahrzeugvorrichtung verbessert werden, insbesondere aufgrund geringerer Volumenströme im Vergleich zu bekannten Ventileinheiten. Darüber hinaus kann eine besonders vorteilhafte Beweglichkeit der Ventileinheit erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Fluidleitung wenigstens eine Druckfluidverteilereinheit, wie beispielsweise eine Ölgalerie, umfasst, welche zu einer Verteilung des Druckfluids vorgesehen ist, und die Ventileinheit zumindest dazu vorgesehen ist, den Fluiddruck in der Druckfluidverteilereinheit zu regeln. Zudem kann die Fluidleitung vorteilhaft wenigstens eine, insbesondere mit der Druckfluidspeichereinheit in Wirkverbindung stehende, Fluidpumpe, wenigstens einen Filter, wenigstens ein Thermostat, wenigstens eine Kühleinheit zur Kühlung des Druckfluids und/oder wenigstens einen Wärmetauscher, wie beispielsweise einen Druckfluid-Luft-Wärmetauscher und/oder einen Druckfluid-Wasser-Wärmetauscher, umfassen. Hierdurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Druckregelung, insbesondere in einer Hauptleitung einer Wärmekraftmaschine, erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Betriebssicherheit erhöht werden.
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Weist die Ventileinheit wenigstens ein erstes Fluidventil mit wenigstens einem beweglich gelagerten, vorteilhaft federgelagerten, ersten Verschlusselement auf, kann insbesondere eine besonders einfache Regelung des Fluiddrucks erreicht werden. Vorteilhaft umfasst das erste Fluidventil dabei ferner wenigstens einen ersten Ventilanschlag und/oder wenigstens einen ersten Ventilsitz, mit welchem das erste Verschlusselement insbesondere in einer Verschlussstellung in Verbindung steht, insbesondere um einen Fluidstrom des Druckfluids von der Fluidleitung durch die Ventileinheit zu blockieren. Zudem umfasst das erste Fluidventil vorzugsweise eine Rückstelleinheit, welche dazu vorgesehen ist, das erste Verschlusselement mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Die Rückstelleinheit des ersten Fluidventils kann dabei insbesondere wenigstens ein, insbesondere als Magnetelement, als magnetisch aktives Element, wie beispielsweise als Formgedächtniselement, bevorzugt aus einem MSM-Material = Magnetic Shape Memory, und/oder als Federelement ausgebildetes, Rückstellelement aufweisen. Insbesondere kann die Rückstelleinheit des ersten Fluidventils auch zumindest zwei, vorteilhaft unterschiedlich ausgebildete, Rückstellelemente umfassen.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das erste Fluidventil als Hauptsteuerstufe ausgebildet ist. Insbesondere bildet das erste Fluidventil dabei die Hauptsteuerstufe der Ventileinheit aus. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft schnelle Druckanpassung erreicht werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Fluidventil wenigstens einen, vorteilhaft genau einen, Steuerkanal umfasst, welcher eine der Fluidleitung zugewandte Hauptdruckseite des ersten Verschlusselements mit einer der Fluidleitung abgewandten Steuerdruckseite des ersten Verschlusselements, insbesondere fluidtechnisch, verbindet. Insbesondere weist der Steuerkanal dabei wenigstens eine der Hauptdruckseite zugewandte erste Steueröffnung und wenigstens eine der Steuerdruckseite zugewandte und insbesondere mit der ersten Steueröffnung fluidtechnisch verbundene zweite Steueröffnung auf. Bevorzugt ist die Hauptdruckseite dabei der Steuerdruckseite gegenüberliegend angeordnet. Zudem sind die Hauptdruckseite und/oder die Steuerdruckseite vorzugsweise als Fluiddruckflächen ausgebildet. Unter einer „Fluiddruckfläche“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche und/oder eine Gruppe von Flächen verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist/sind, aufgrund eines an der Fläche anliegenden und/oder angreifenden Fluiddrucks zumindest eine Beweglichkeit des ersten Verschlusselements, insbesondere in eine definierte Richtung, zu beeinflussen und/oder eine Bewegung des ersten Verschlusselements insbesondere in die definierte Richtung, zu bewirken. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Steuerung einer Bewegung des ersten Verschlusselements erreicht werden.
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Vorzugsweise ist der Steuerkanal als Bohrung in dem ersten Verschlusselement ausgebildet ist, wodurch insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder kostengünstige Herstellung erreicht werden kann.
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Der Steuerkanal könnte beispielsweise in einem Randbereich des ersten Verschlusselements angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass der Steuerkanal zumindest abschnittsweise zentral in dem ersten Verschlusselement angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist der Steuerkanal zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig zentral in dem ersten Verschlusselement angeordnet. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft platzsparende Anordnung erreicht werden.
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Ferner können die erste Steueröffnung und die zweite Steueröffnung beispielsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass der Steuerkanal eine der Hauptdruckseite zugewandte erste Steueröffnung, insbesondere die bereits zuvor genannte erste Steueröffnung, und eine der Steuerdruckseite zugewandte zweite Steueröffnung, insbesondere die bereits zuvor genannte zweite Steueröffnung, aufweist, welche zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Ferner soll der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel insbesondere zwischen 82° und 98°, vorteilhaft zwischen 85° und 95° und besonders bevorzugt zwischen 88° und 92° einschließen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung und/oder eine vorteilhaft einfache Steuerung der Ventileinheit erreicht werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Steuerkanal einen geradlinigen Verlauf aufweist und sich vorzugsweise vollständig durch das erste Verschlusselement erstreckt. Hierdurch kann insbesondere eine Steuerung weiter vereinfacht werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Fluidventil wenigstens eine, vorteilhaft genau eine, Steuerblende aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Steuerkanals, insbesondere zumindest in einem Teilbereich des Steuerkanals, zu reduzieren. Insbesondere verengt die Steuerblende den Steuerkanal dabei zumindest abschnittsweise. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Berechnung eines Durchflusses durch den Steuerkanal erreicht werden. Zudem können vorteilhaft Strömungseinflüsse reduziert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuerblende, insbesondere in Strömungsrichtung des Druckfluids durch den Steuerkanal und/oder in Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements, eine axiale Erstreckungslänge aufweist, welche höchstens 45 %, vorteilhaft höchstens 35 % und besonders bevorzugt höchstens 25 %, einer axialen Erstreckungslänge des Steuerkanals beträgt. Unter einer „Längserstreckungsrichtung“ eines Objekts soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer Richtung einer längsten Seite und/oder Kante des Objekts verläuft. Hierdurch können Strömungseinflüsse insbesondere bei einer Berechnung eines Durchflusses durch den Steuerkanal weiter reduziert werden.
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Vorzugsweise definiert die Steuerblende eine erste Öffnung mit einem ersten Durchmesser und der Steuerkanal eine zweite Öffnung, insbesondere die erste Steueröffnung und/oder die zweite Steueröffnung, mit einem zweiten Durchmesser, wobei der erste Durchmesser um zumindest 20 %, vorteilhaft um zumindest 40 %, vorzugsweise um zumindest 60 % und besonders bevorzugt um zumindest 80 %, kleiner als der zweite Durchmesser ist. Hierdurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Regulierung eines Durchflusses durch den Steuerkanal erreicht werden.
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Die Steuerblende kann insbesondere unmittelbar vor, insbesondere in einem Bereich der Hauptdruckseite, und/oder unmittelbar hinter dem ersten Verschlusselement, insbesondere in einem Bereich der Steuerdruckseite, angeordnet sein. Vorteilhaft ist die Steuerblende jedoch innerhalb des ersten Verschlusselements angeordnet, wodurch insbesondere ein besonders vorteilhaftes Strömungsverhalten und/oder eine nahezu bauraumneutrale Ausgestaltung erreicht werden kann. Unter „einem Bereich eines Objekts“ soll insbesondere ein Volumen einest kleinsten gedachten Quaders verstanden werden, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt.
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Ferner kann die Steuerblende insbesondere getrennt von dem ersten Verschlusselement ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer wechselbaren Einlegescheibe, wodurch insbesondere eine vorteilhafte Anpassung der Ventileinheit erreicht werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Steuerblende einstückig mit dem ersten Verschlusselement ausgebildet ist. Unter „einstückig“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder miteinander ausgebildet verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft soll unter einstückig aus einem Stück und/oder in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss, wie beispielsweise in einem Extrusionsverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Extrusionsverfahren, und/oder einem Spritzgussverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt. Hierdurch kann insbesondere eine besonders stabile und/oder robuste Ventileinheit bereitgestellt werden, wodurch vorteilhaft eine Betriebssicherheit erhöht werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuerblende als weitere Bohrung in dem ersten Verschlusselement ausgebildet ist, wodurch insbesondere eine besonders einfache und/oder kostengünstige Herstellung erreicht werden kann.
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Eine besonders kompakte Ausgestaltung kann insbesondere erreicht werden, wenn die Steuerblende in einem Nahbereich der Steuerdruckseite angeordnet ist. Unter einem „Nahbereich“ soll insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die weniger als ein Drittel, vorzugsweise weniger als ein Viertel, bevorzugt weniger als ein Sechstel und besonders bevorzugt weniger als ein Zehntel einer Längserstreckung des ersten Verschlusselements von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere der Steuerdruckseite, entfernt sind und/oder die jeweils einen Abstand von höchstens 2 cm, vorzugsweise von höchstens 1 cm und besonders bevorzugt von höchstens 0,5 cm von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere der Steuerdruckseite, aufweisen. Besonders bevorzugt schließt die Steuerblende dabei unmittelbar an die Steuerdruckseite an und/oder mündet unmittelbar in einem, insbesondere zumindest teilweise durch die Steuerdruckseite begrenzten, Steuerraum. Unter einer „Längserstreckung“ eines Objekts soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Erstreckung des Objekts in eine Längserstreckungsrichtung des Objekts verstanden werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Fluidventil als Schieberventil ausgebildet ist. In diesem Fall ist das erste Verschlusselement insbesondere als, insbesondere linear verschiebbares, Schieberelement und/oder Kolbenelement ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kosteneffiziente Ventileinheit bereitgestellt werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Fluidventil als Sitzventil ausgebildet ist. In diesem Fall ist das erste Verschlusselement insbesondere als, insbesondere linear verschiebbarer, Ventilstößel ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft betriebssichere Ventileinheit bereitgestellt werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Ventileinheit wenigstens ein zweites Fluidventil mit wenigstens einem beweglich gelagerten, vorteilhaft federgelagerten, zweiten Verschlusselement aufweist. Vorteilhaft umfasst das zweite Fluidventil dabei ferner wenigstens einen zweiten Ventilanschlag und/oder wenigstens einen zweiten Ventilsitz, mit welchem das zweite Verschlusselement insbesondere in einer Verschlussstellung in Verbindung steht, insbesondere um eine Bewegung und/oder eine Beweglichkeit des ersten Fluidventils zumindest teilweise zu blockieren und/oder einzuschränken. Hierdurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Druckregelung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das zweite Fluidventil als Vorsteuerstufe ausgebildet ist. Insbesondere bildet das zweite Fluidventil dabei die Vorsteuerstufe der Ventileinheit aus. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft geregelte Druckanpassung erreicht werden.
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Ist das zweite Fluidventil als, insbesondere im Betrieb einstellbares, vorteilhaft elektromagnetisches, Drosselventil ausgebildet, kann insbesondere eine besonders einfache Anpassung des Fluiddrucks insbesondere auch während eines Betriebs und/oder an unterschiedliche Fahrzustände erreicht werden.
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Darüber hinaus könnte das zweite Fluidventil beispielsweise als Schieberventil ausgebildet sein. Vorteilhaft wird jedoch vorgeschlagen, dass das zweite Fluidventil als Sitzventil ausgebildet ist. In diesem Fall ist das zweite Verschlusselement insbesondere als, insbesondere linear verschiebbarer, Ventilstößel ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft betriebssichere Ventileinheit bereitgestellt werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das zweite Verschlusselement zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil aus einem magnetischen, bevorzugt einem ferrimagnetischen und/oder ferromagnetischen, Material besteht, insbesondere derart, dass eine Beweglichkeit und/oder eine Bewegung des zweiten Verschlusselements mittels eines Magnetfelds und/oder mittels einer magnetischen Kraft beeinflussbar ist. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Einstellbarkeit der Ventileinheit erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zweite Fluidventil eine Rückstelleinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, das zweite Verschlusselement mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Die Rückstelleinheit des zweiten Fluidventils kann dabei insbesondere wenigstens ein, insbesondere als Magnetelement, als magnetisch aktives Element, wie beispielsweise als Formgedächtniselement, bevorzugt aus einem MSM-Material = Magnetic Shape Memory, und/oder als Federelement ausgebildetes, Rückstellelement aufweisen. Insbesondere kann die Rückstelleinheit des zweiten Fluidventils auch zumindest zwei, vorteilhaft unterschiedlich ausgebildete, Rückstellelemente umfassen. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit vorteilhaft erhöht werden.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, welcher insbesondere für sich allein oder vorteilhaft zusätzlich zu den zuvor genannten Aspekten der Erfindung realisiert werden kann, und bevorzugt mit zumindest einigen, vorteilhaft wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt sämtlichen der zuvor genannten Aspekte kombiniert werden kann, wird eine Fahrzeugvorrichtung vorgeschlagen, mit zumindest einer Ventileinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, einen Fluiddruck eines Druckfluids, wie beispielsweise Öl, in wenigstens einer Fluidleitung zu regeln, wobei die Fahrzeugvorrichtung wenigstens eine Aktoreinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Stellparameter der Ventileinheit, insbesondere des ersten Fluidventils und/oder vorteilhaft zumindest des zweiten Fluidventils, zu verändern, insbesondere in Abhängigkeit eines Fahrzustands. Unter einer „Aktoreinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine, insbesondere mit der Ventileinheit, insbesondere dem ersten Fluidventil und/oder dem zweiten Fluidventil, in Wirkverbindung stehende, Einheit verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand eine Stellkraft bereitzustellen und hierdurch insbesondere den Stellparameter, wie beispielsweise eine Beweglichkeit des ersten Verschlusselements, eine Beweglichkeit des zweiten Verschlusselements, eine auf das erste Verschlusselement wirkende Rückstellkraft und/oder eine auf das zweite Verschlusselement wirkende Rückstellkraft, zu beeinflussen. Insbesondere ist die Aktoreinheit dabei dazu vorgesehen, einen externen Stimulus, wie beispielsweise ein magnetisches Signal, ein thermisches Signal, ein mechanisches Signal und/oder ein elektrisches Signal, in eine Bewegung, insbesondere eine Rotationsbewegung, eine Schwenkbewegung und/oder vorzugsweise eine Linearbewegung, vorteilhaft des ersten Verschlusselements und/oder des zweiten Verschlusselements, umzusetzen und/oder mittels des externen Stimulus eine Beweglichkeit, vorteilhaft des ersten Verschlusselements und/oder des zweiten Verschlusselements, zu verändern. Besonders bevorzugt ist die Aktoreinheit dazu vorgesehen, den Stellparameter der Ventileinheit unmittelbar nach und/oder vorteilhaft unmittelbar vor einem Schaltvorgang, insbesondere zwischen zwei Gängen des Fahrzeugs, zu verändern, wodurch Druckschwankungen vorteilhaft minimiert werden können. Insbesondere kann die Aktoreinheit zumindest teilweise einstückig mit einer Rückstelleinheit, insbesondere des ersten Fluidventils und/oder des zweiten Fluidventils, ausgebildet sein. Darunter, dass ein Objekt mit einem weiteren Objekt „zumindest teilweise einstückig ausgebildet“ ist soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Objekte zumindest ein gemeinsames Bauteil aufweisen und/oder zumindest ein Bauteil des Objekts und/oder das Objekt einstückig mit zumindest einem Bauteil des weiteren Objekts und/oder dem weiteren Objekt verbunden und/oder ausgebildet ist. Bevorzugt sind jedoch sämtliche Bauteile des Objekts einstückig mit zumindest einem Bauteil des weiteren Objekts ausgebildet. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann durch eine entsprechende Ausgestaltung der Fahrzeugvorrichtung eine Druckregelung verbessert werden. Insbesondere kann dabei eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Wartungseffizienz, eine Regelungseffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Fahrzeugvorrichtung verbessert werden, insbesondere aufgrund geringerer Volumenströme im Vergleich zu bekannten Ventileinheiten. Darüber hinaus kann eine besonders vorteilhafte Beweglichkeit der Ventileinheit erreicht werden.
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Die Aktoreinheit könnte beispielsweise zur Veränderung des Stellparameters wenigstens einen Stellmotor umfassen. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit wenigstens ein Magnetelement umfasst und dazu vorgesehen ist, zur Veränderung des Stellparameters zumindest eine magnetische Stellkraft bereitzustellen. Vorteilhaft ist das Magnetelement dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand zur Veränderung des Stellparameters ein, insbesondere auf das erste Verschlusselement und/oder vorteilhaft das zweite Verschlusselement einwirkendes, Magnetfeld bereitzustellen. Dazu ist das Magnetelement vorteilhaft in einem Nahbereich des ersten Verschlusselements und/oder vorteilhaft des zweiten Verschlusselements angeordnet. Das Magnetelement könnte dabei insbesondere als Permanentmagnet ausgebildet sein und beispielsweise beweglich relativ zu dem ersten Verschlusselement und/oder dem zweiten Verschlusselement gelagert sein. Vorteilhaft ist das Magnetelement jedoch als Spulensystem, vorteilhaft mit zumindest einer Spule und/oder mit zumindest einem Elektromagneten, ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache, schnelle und/oder steuerbare Veränderung des Stellparameters erreicht werden. Zudem kann eine konstruktiv besonders einfach und/oder platzsparend ausgebildete Aktoreinheit bereitgestellt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Fahrzeugvorrichtung wenigstens einen Drucksensor aufweist, welcher in der Fluidleitung und vorteilhaft der Druckfluidverteilereinheit angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, der Aktoreinheit zur Veränderung des Stellparameters ein mit dem Fluiddruck korreliertes Drucksignal, insbesondere ein mit dem Fahrzustand korreliertes Drucksignal, bereitzustellen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft automatisierte Einstellung des Stellparameters erreicht werden, insbesondere in Abhängigkeit von einem Fahrzustand.
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Ist der Stellparameter eine auf das zweite Verschlusselement wirkende Rückstellkraft einer Rückstelleinheit, insbesondere der bereits zuvor genannten Rückstelleinheit des zweiten Fluidventils, kann eine vorteilhafte Regulierung des Fluiddrucks insbesondere im Betrieb erreicht werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand die Rückstellkraft zu reduzieren. Insbesondere ist eine von der Aktoreinheit bereitgestellte Stellkraft dabei einer von der Rückstelleinheit des zweiten Fluidventils bereitgestellten Rückstellkraft entgegengerichtet, insbesondere derart, dass eine auf das zweite Verschlusselement wirkende resultierende Kraft, insbesondere Rückstellkraft, reduziert ist. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaftes Stellverhalten erreicht werden. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit dazu vorgesehen ist, eine maximale Stellkraft bereitzustellen, welche, insbesondere um zumindest 2,5 %, vorteilhaft um zumindest 5 %, vorzugsweise um zumindest 7,5 % und besonders bevorzugt um zumindest 10 %, geringer als eine maximale Rückstellkraft der Rückstelleinheit, insbesondere des zweiten Fluidventils, ist. Bevorzugt sind die maximale Rückstellkraft der Rückstelleinheit, insbesondere des zweiten Fluidventils, und die maximale Stellkraft der Aktoreinheit dabei derart aufeinander abgestimmt, dass ein auf das zweite Verschlusselement wirkender Restdruck zumindest 0,25 bar, vorteilhaft zumindest 0,5 bar, vorzugsweise zumindest 0,75 bar und besonders bevorzugt zumindest 1 bar und/oder höchstens 2,25 bar, vorteilhaft höchstens 2 bar, vorteilhaft höchstens 1,75 bar und besonders bevorzugt höchstens 1,5 bar beträgt. Hierdurch kann insbesondere eine Restdruckhaltekraft bereitgestellt werden, wodurch vorteilhaft eine Betriebssicherheit erhöht werden kann.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Fahrzeugvorrichtung eine Sicherungseinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, wie beispielsweise bei einer Überschreitung und/oder Unterschreitung einer bestimmten Fluidtemperatur und/oder eines bestimmten Fluiddrucks, vorteilhaft in der Fluidleitung, bei einem Defekt und/oder Ausfall eines Bauteils der Fahrzeugvorrichtung, wie beispielsweise einer Versorgungselektronik und/oder der Aktoreinheit, und/oder bei einem Stromausfall, das zweite Verschlusselement in wenigstens eine definierte Sicherungsstellung zu bewegen. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit verbessert werden. Zudem kann eine vorteilhafte Fail-Safe-Funktion und/oder Notabschaltung realisiert werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Sicherungseinheit dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem ersten Fehlerbetriebszustand, in welchem insbesondere ein Fluiddruck des Druckfluids in der Fluidleitung einen Grenzwert übersteigt, das zweite Verschlusselement in wenigstens eine definierte erste Sicherungsstellung, insbesondere eine Öffnungsstellung, und in wenigstens einem zweiten Fehlerbetriebszustand, insbesondere bei einem Ausfall der Aktoreinheit, das zweite Verschlusselement in wenigstens eine, insbesondere von der definierten ersten Sicherungsstellung verschiedene, definierte zweite Sicherungsstellung, insbesondere eine Verschlussstellung, zu bewegen. Hierdurch kann insbesondere eine besonders hohe Sicherheit erreicht werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass die Sicherungseinheit zumindest teilweise einstückig mit der Rückstelleinheit ausgebildet ist. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte und/oder bauraumeffiziente Fahrzeugvorrichtung bereitgestellt werden.
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Eine besonders effiziente Fahrzeugvorrichtung kann ferner bereitgestellt werden, wenn die Sicherungseinheit zumindest teilweise einstückig mit der Aktoreinheit ausgebildet ist.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung, wobei mittels einer als vorgesteuerten Druckregelventileinheit ausgebildeten Ventileinheit ein Fluiddruck eines Druckfluids, wie beispielsweise Öl, in wenigstens einer als Hauptleitung, vorteilhaft Hauptölleitung, einer Wärmekraftmaschine ausgebildeten Fluidleitung geregelt wird.
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Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung, wobei mittels einer Ventileinheit ein Fluiddruck eines Druckfluids, wie beispielsweise Öl, in wenigstens einer Fluidleitung geregelt und wenigstens ein Stellparameter der Ventileinheit, insbesondere in Abhängigkeit eines Fahrzustands, verändert wird.
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Vorteilhaft wird das Druckfluid dabei, insbesondere mittels einer Fluidpumpe der Fluidleitung, ausgehend von einer Druckfluidspeichereinheit durch ein Thermostat der Fluidleitung, insbesondere zur Erfassung einer Temperatur des Druckfluids, und anschließend wahlweise durch einen Filter der Fluidleitung in eine Druckfluidverteilereinheit der Fluidleitung oder durch eine Kühleinheit der Fluidleitung, insbesondere zur Kühlung des Druckfluids, und danach durch den Filter in die Druckfluidverteilereinheit gepumpt. Zudem wird das Druckfluid vorteilhaft in der Druckfluidverteilereinheit auf zumindest ein weiteres Bauteil der Fahrzeugvorrichtung und vorteilhaft mehrere weitere Bauteile der Fahrzeugvorrichtung, wie beispielsweise ein Kurbelgehäuse, ein Motorkopf, eine Nockenwelle, einen Nockenwellenversteller, eine Kolbenmaschine und/oder einen Zylinder, verteilt. Hierdurch kann insbesondere eine Druckregelung verbessert werden. Insbesondere kann dabei eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Wartungseffizienz, eine Regelungseffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Fahrzeugvorrichtung verbessert werden, insbesondere aufgrund geringerer Volumenströme im Vergleich zu bekannten Ventileinheiten. Darüber hinaus kann eine besonders vorteilhafte Beweglichkeit der Ventileinheit erreicht werden.
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Die Fahrzeugvorrichtungen und die Verfahren zum Betrieb der Fahrzeugvorrichtungen sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Fahrzeugvorrichtungen und die Verfahren zum Betrieb der Fahrzeugvorrichtungen zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 ein Teil eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine Fluidleitung und eine Ventileinheit der Fahrzeugvorrichtung in einem ersten Betriebszustand,
- 3 die Fluidleitung und die Ventileinheit in einem zweiten Betriebszustand,
- 4 die Fluidleitung und die Ventileinheit in einem dritten Betriebszustand,
- 5a-b ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugvorrichtung mit einer Ventileinheit in einem ersten Betriebszustand in verschiedenen Darstellungen,
- 6a-b die Ventileinheit aus den 5a-b in einem zweiten Betriebszustand in verschiedenen Darstellungen und
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugvorrichtung mit einer Ventileinheit in einer schematischen Darstellung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt zumindest einen Teil eines Fahrzeugs 52a, im vorliegenden Fall insbesondere einer Wärmekraftmaschine des Fahrzeugs 52a, mit einer Fahrzeugvorrichtung in einer schematischen Darstellung.
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Die Fahrzeugvorrichtung umfasst eine Druckfluidspeichereinheit 54a. Die Druckfluidspeichereinheit 54a ist beispielhaft als Öltank ausgebildet. Die Druckfluidspeichereinheit 54a ist dabei zur Speicherung eines Druckfluids 12a, im vorliegenden Fall insbesondere Öl, vorgesehen.
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Ferner umfasst die Fahrzeugvorrichtung eine Fluidleitung 14a. Die Fluidleitung 14a ist als Hauptleitung, im vorliegenden Fall insbesondere als Hauptölleitung, der Wärmekraftmaschine ausgebildet. Die Fluidleitung 14a verbindet die Druckfluidspeichereinheit 54a mit wenigstens einem weiteren Bauteil der Fahrzeugvorrichtung, wie beispielsweise einem Kurbelgehäuse, einem Motorkopf, einer Nockenwelle, einem Nockenwellenversteller, einer Kolbenmaschine und/oder einem Zylinder (nicht dargestellt). Die Fluidleitung 14a ist zu einer Versorgung des wenigstens einen weiteren Bauteils mit dem Druckfluid 12a vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist die Fluidleitung 14a zur Versorgung mehrerer weiterer Bauteile der Fahrzeugvorrichtung mit dem Druckfluid 12a vorgesehen.
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Dazu umfasst die Fluidleitung 14a eine, insbesondere mit der Druckfluidspeichereinheit 54a in Wirkverbindung stehende, Fluidpumpe 56a und eine Druckfluidverteilereinheit 16a. Die Druckfluidverteilereinheit 16a ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Ölgalerie ausgebildet und zu einer Verteilung des Druckfluids 12a vorgesehen. Zudem umfasst die Fluidleitung 14a im vorliegenden Fall ein, insbesondere als Wachselement ausgebildetes, Thermostat 58a zur Erfassung einer Temperatur des Druckfluids 12a, einen Filter 60a zur Filterung des Druckfluids 12a und eine Kühleinheit 62a zur wahlweisen Kühlung des Druckfluids 12a. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf eine Druckfluidverteilereinheit, ein Thermostat, einen Filter und/oder eine Kühleinheit zu verzichten. Zudem könnte eine Fluidleitung weitere Bauteile, wie beispielsweise wenigstens einen Wärmetauscher, insbesondere einen Druckfluid-Luft-Wärmetauscher und/oder einen Druckfluid-Wasser-Wärmetauscher, umfassen.
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Im vorliegenden Fall wird das Druckfluid 12a mittels der Fluidpumpe 56a ausgehend von der Druckfluidspeichereinheit 54a durch das Thermostat 58a und anschließend wahlweise und insbesondere abhängig von einer Temperatur des Druckfluids 12a durch den Filter 60a in die Druckfluidverteilereinheit 16a oder über die Kühleinheit 62a und danach durch den Filter 60a in die Druckfluidverteilereinheit 16a gepumpt. Zudem wird das Druckfluid 12a in der Druckfluidverteilereinheit 16a auf die weiteren Bauteile der Fahrzeugvorrichtung verteilt.
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Zur Regelung eines Fluiddrucks des Druckfluids 12a in der Fluidleitung 14a und insbesondere in der Druckfluidverteilereinheit 16a umfasst die Fahrzeugvorrichtung eine Ventileinheit 10a (vgl. insbesondere auch 2, 3 und 4). Die Ventileinheit 10a ist als eine bauliche Einheit ausgebildet. Die Ventileinheit 10a umfasst dabei genau ein, insbesondere als Fluidgehäuse ausgebildetes, Ventilgehäuse 64a. Die Ventileinheit 10a ist als Druckregelventileinheit ausgebildet. Die Ventileinheit 10a ist zweistufig ausgebildet. Die Ventileinheit 10a ist als vorgesteuerte Druckregelventileinheit ausgebildet. Ferner ist die Ventileinheit 10a fluidtechnisch zwischen der Druckfluidspeichereinheit 54a und der Druckfluidverteilereinheit 16a angeordnet. Die Ventileinheit 10a ist dabei in Strömungsrichtung des Druckfluids 12a betrachtet vor der Druckfluidverteilereinheit 16a angeordnet. Zudem ist die Ventileinheit 10a in Strömungsrichtung des Druckfluids 12a betrachtet hinter dem Filter 60a angeordnet. Darüber hinaus ist die Ventileinheit 10a dazu vorgesehen, eine von der Fluidleitung 14a verschiedene Fluidverbindung mit der Druckfluidspeichereinheit 54a bereitzustellen. Im vorliegenden Fall ist die Ventileinheit 10a mittels einer von der Fluidleitung 14a verschieden ausgebildeten Regelleitung 66a der Fahrzeugvorrichtung mit der Druckfluidspeichereinheit 54a verbunden. Prinzipiell könnte eine Ventileinheit jedoch auch eine Fluidverbindung mit einer von einer Druckfluidspeichereinheit verschiedenen weiteren Druckfluidspeichereinheit aufweisen. Die Ventileinheit 10a ist im vorliegenden Fall zu einer Anpassung des Fluiddrucks in der Fluidleitung 14a, insbesondere abhängig von einem Fahrzustand, vorgesehen.
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Dazu umfasst die Ventileinheit 10a wenigstens ein Fluidventil 18a, 38a (vgl. insbesondere 2, 3 und 4). Im vorliegenden Fall umfasst die Ventileinheit 10a zwei Fluidventile 18a, 38a. Alternativ könnte eine Ventileinheit jedoch auch zumindest drei und/oder zumindest vier Fluidventile umfassen. Die Fluidventile 18a, 38a sind verschieden voneinander ausgebildet. Die Fluidventile 18a, 38a sind dabei von einem unterschiedlichen Typ.
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Ein erstes Fluidventil 18a der Fluidventile 18a, 38a schließt unmittelbar an die Fluidleitung 14a an. Das erste Fluidventil 18a weist eine direkte Verbindung zu der Fluidleitung 14a auf. Das erste Fluidventil 18a ist als Hauptsteuerstufe ausgebildet. Das erste Fluidventil 18a ist als Schieberventil ausgebildet. Das erste Fluidventil 18a ist dazu vorgesehen, einen Fluidstrom des Druckfluids 12a von der Fluidleitung 14a durch die Ventileinheit 10a und insbesondere über die Regelleitung 66a in die Druckfluidspeichereinheit 54a in zumindest einem Betriebszustand zu blockieren und in zumindest einem weiteren Betriebszustand zu ermöglichen.
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Das erste Fluidventil 18a umfasst ein erstes Verschlusselement 20a. Das erste Verschlusselement 20a ist innerhalb des Ventilgehäuses 64a angeordnet. Das erste Verschlusselement 20a ist als Schieberelement und/oder Kolbenelement ausgebildet. Das erste Verschlusselement 20a weist einen zumindest im Wesentlichen H-förmigen Querschnitt auf. Das erste Verschlusselement 20a weist eine der Fluidleitung 14a zugewandte, insbesondere als Fluiddruckfläche ausgebildete, Hauptdruckseite 24a auf. Zudem weist das erste Verschlusselement 20a eine der Fluidleitung 14a abgewandte, insbesondere als Fluiddruckfläche ausgebildete, Steuerdruckseite 26a auf. Im vorliegenden Fall ist die Hauptdruckseite 24a der Steuerdruckseite 26a, insbesondere bezüglich einer Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements 20a, gegenüberliegend angeordnet. Das erste Verschlusselement 20a ist ferner beweglich gelagert, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements 20a. Das erste Verschlusselement 20a ist im vorliegenden Fall translatorisch und/oder linear beweglich.
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Zudem umfasst das erste Fluidventil 18a einen ersten Ventilanschlag 68a. Der erste Ventilanschlag 68a ist einstückig mit dem Ventilgehäuse 64a ausgebildet. Der erste Ventilanschlag 68a ist als Vorsprung des Ventilgehäuses 64a ausgebildet. Der erste Ventilanschlag 68a kontaktiert das erste Verschlusselement 20a, insbesondere die Hauptdruckseite 24a, in einer Verschlussstellung des ersten Verschlusselements 20a, insbesondere derart, dass in der Verschlussstellung des ersten Verschlusselements 20a ein Fluidstrom des Druckfluids 12a von der Fluidleitung 14a durch die Ventileinheit 10a zumindest im Wesentlichen blockiert ist.
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Darüber hinaus umfasst das erste Fluidventil 18a eine erste Rückstelleinheit 70a. Die erste Rückstelleinheit 70a ist innerhalb des Ventilgehäuses 64a angeordnet. Die erste Rückstelleinheit 70a ist auf einer der Steuerdruckseite 26a zugewandten Seite des ersten Verschlusselements 20a angeordnet. Die erste Rückstelleinheit 70a ist dabei in einem von dem Ventilgehäuse 64a definierten und zumindest teilweise durch die Steuerdruckseite 26a begrenzten Steuerraum 72a angeordnet. Die erste Rückstelleinheit 70a ist dazu vorgesehen, das erste Verschlusselement 20a mit einer Rückstellkraft, insbesondere in Richtung der Verschlussstellung des ersten Verschlusselements 20a, zu beaufschlagen.
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Dazu umfasst die erste Rückstelleinheit 70a zumindest ein erstes Rückstellelement 74a. Das erste Rückstellelement 74a ist im vorliegenden Fall als Federelement ausgebildet. Das erste Rückstellelement 74a kontaktiert das erste Verschlusselement 20a, insbesondere die Steuerdruckseite 26a, und übt dabei insbesondere die Rückstellkraft auf das erste Verschlusselement 20a aus. Alternativ könnte ein erstes Rückstellelement jedoch auch als Magnetelement und/oder als magnetisch aktives Element, wie beispielsweise als Formgedächtniselement, bevorzugt aus einem MSM-Material = Magnetic Shape Memory, ausgebildet sein. Zudem könnte eine erste Rückstelleinheit mehrere erste Rückstellelemente, wie beispielsweise zumindest zwei erste Rückstellelemente und/oder zumindest drei erste Rückstellelemente, umfassen.
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Des Weiteren umfasst das erste Fluidventil 18a wenigstens einen Steuerkanal 22a. Im vorliegenden Fall umfasst das erste Fluidventil 18a genau einen Steuerkanal 22a. Der Steuerkanal 22a ist zentral in dem ersten Verschlusselement 20a angeordnet. Der Steuerkanal 22a ist geradlinig ausgebildet. Der Steuerkanal 22a weist dabei einen geradlinigen Verlauf auf, welcher insbesondere parallel zu der Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements 20a ist. Der Steuerkanal 22a ist als Bohrung in dem ersten Verschlusselement 20a ausgebildet. Der Steuerkanal 22a verbindet die Hauptdruckseite 24a mit der Steuerdruckseite 26a.
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Dazu umfasst der Steuerkanal 22a eine der Hauptdruckseite 24a zugewandte erste Steueröffnung 28a und eine der Steuerdruckseite 26a zugewandte, mit der ersten Steueröffnung 28a fluidtechnisch verbundene zweite Steueröffnung 30a. Die erste Steueröffnung 28a und die zweite Steueröffnung 30a sind parallel zueinander ausgerichtet. Die erste Steueröffnung 28a und die zweite Steueröffnung 30a weisen einen identischen Durchmesser auf. Alternativ könnte ein erstes Fluidventil auch mehrere Steuerkanäle, wie beispielsweise zumindest zwei und/oder zumindest drei Steuerkanäle, aufweisen. Zudem könnte wenigstens ein Steuerkanal in einem Randbereich eines ersten Verschlusselements angeordnet sein. Ferner könnte ein Steuerkanal auch einen von einem geradlinigen Verlauf abweichenden Verlauf aufweisen, wie beispielsweise einen schrägen Verlauf und/oder einen rechtwinkligen Verlauf. Darüber hinaus könnten eine erste Steueröffnung und eine zweite Steueröffnung unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
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Ferner umfasst das erste Fluidventil 18a wenigstens eine Steuerblende 32a. Im vorliegenden Fall umfasst das erste Fluidventil 18a genau eine Steuerblende 32a. Die Steuerblende 32a ist innerhalb des ersten Verschlusselements 20a angeordnet. Im vorliegenden Fall ist die Steuerblende 32a in Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements 20a zentral innerhalb des ersten Verschlusselements 20a angeordnet. Die Steuerblende 32a ist dabei einstückig mit dem ersten Verschlusselement 20a ausgebildet. Die Steuerblende 32a ist als weitere Bohrung in dem ersten Verschlusselement 20a ausgebildet. Die Steuerblende 32a ist in einem Bereich des Steuerkanals 22a angeordnet. Die Steuerblende 32a weist, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements 20a, eine axiale Erstreckungslänge auf, welche höchstens 25 % einer axialen Erstreckungslänge des Steuerkanals 22a beträgt. Im vorliegenden Fall weist die Steuerblende 32a eine axiale Erstreckungslänge auf, welche etwa 10 % einer axialen Erstreckungslänge des Steuerkanals 22a beträgt. Zudem definiert die Steuerblende 32a eine erste Öffnung 34a mit einem ersten Durchmesser, welcher um zumindest 50 % kleiner als ein zweiter Durchmesser einer zweiten Öffnung 36a des Steuerkanals 22a, insbesondere der ersten Steueröffnung 28a und/oder der zweiten Steueröffnung 30a, ist. Im vorliegenden Fall ist der erste Durchmesser der ersten Öffnung 34a um etwa 80 % kleiner als der zweite Durchmesser der zweiten Öffnung 36a. Die Steuerblende 32a ist dazu vorgesehen, einen Strömungsquerschnitt des Steuerkanals 22a, insbesondere zumindest in einem Teilbereich des Steuerkanals 22a, zu reduzieren und hierdurch insbesondere den Steuerkanal 22a zumindest abschnittsweise zu verengen. Alternativ könnte ein erstes Fluidventil auch mehrere Steuerblenden, wie beispielsweise zumindest zwei und/oder zumindest drei Steuerblenden, aufweisen. Zudem könnte wenigstens eine Steuerblende unmittelbar vor und/oder unmittelbar hinter einem ersten Verschlusselement angeordnet sein. Ferner könnte eine Steuerblende prinzipiell auch als wechselbare Einlegescheibe ausgebildet sein.
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Ein zweites Fluidventil 38a der Fluidventile 18a, 38a weist eine indirekte Verbindung zu der Fluidleitung 14a auf. Das zweite Fluidventil 38a ist als Vorsteuerstufe ausgebildet. Das zweite Fluidventil 38a ist als Sitzventil ausgebildet. Das zweite Fluidventil 38a ist als Drosselventil, im vorliegenden Fall insbesondere als im Betrieb einstellbares elektromagnetisches Drosselventil, ausgebildet. Das zweite Fluidventil 38a ist dazu vorgesehen, eine Bewegung und/oder eine Beweglichkeit des ersten Fluidventils 18a zumindest teilweise zu steuern. Das zweite Fluidventil 38a ist dazu vorgesehen, einen Fluidstrom des Druckfluids 12a von dem Steuerraum 72a und insbesondere über eine von der Regelleitung 66a zumindest teilweise getrennt ausgebildete Steuerleitung 76a der Fahrzeugvorrichtung in die Druckfluidspeichereinheit 54a in zumindest einem Betriebszustand zu blockieren und in zumindest einem weiteren Betriebszustand zu ermöglichen.
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Das zweite Fluidventil 38a umfasst ein zweites Verschlusselement 40a. Das zweite Verschlusselement 40a ist zumindest teilweise innerhalb des Ventilgehäuses 64a angeordnet. Das zweite Verschlusselement 40a ist als Ventilstößel ausgebildet. Das zweite Verschlusselement 40a weist einen zumindest im Wesentlichen I-förmigen Querschnitt auf. Das zweite Verschlusselement 40a weist eine weitere Längserstreckungsrichtung auf, welche parallel zur Längserstreckungsrichtung des ersten Verschlusselements 20a ist. Das zweite Verschlusselement 40a weist ferner eine dem Steuerraum 72a zugewandte Verschlussseite 78a auf. Zudem besteht das zweite Verschlusselement 40a zumindest teilweise aus einem magnetischen, insbesondere ferrimagnetischen und/oder ferromagnetischen, Material. Im vorliegenden Fall besteht zumindest ein der Verschlussseite 78a gegenüberliegender Teilbereich des zweiten Verschlusselements 40a aus einem magnetischen Material, wie beispielsweise Eisen. Das zweite Verschlusselement 40a ist ferner beweglich gelagert, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des zweiten Verschlusselements 40a und/oder des ersten Verschlusselements 20a. Das zweite Verschlusselement 40a ist im vorliegenden Fall translatorisch und/oder linear beweglich. Das erste Verschlusselement 20a und das zweite Verschlusselement 40a sind dabei in eine selbe Richtung beweglich.
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Zudem umfasst das zweite Fluidventil 38a einen, insbesondere als Ventilsitz ausgebildeten, zweiten Ventilanschlag 80a. Der zweite Ventilanschlag 80a ist einstückig mit dem Ventilgehäuse 64a ausgebildet. Der zweite Ventilanschlag 80a ist als Blende ausgebildet. Der zweite Ventilanschlag 80a begrenzt den Steuerraum 72a zumindest teilweise. Der zweite Ventilanschlag 80a ist bezüglich des Steuerraums 72a auf einer der Steuerdruckseite 26a des ersten Verschlusselements 20a gegenüberliegenden Seite angeordnet. Der zweite Ventilanschlag 80a kontaktiert das zweite Verschlusselement 40a, insbesondere die Verschlussseite 78a, in einer Verschlussstellung des zweiten Verschlusselements 40a, insbesondere derart, dass in der Verschlussstellung des zweiten Verschlusselements 40a ein Fluidstrom des Druckfluids 12a von dem Steuerraum 72a in die Steuerleitung 76a blockiert ist.
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Darüber hinaus umfasst das zweite Fluidventil 38a eine zweite Rückstelleinheit 42a. Die zweite Rückstelleinheit 42a ist zumindest teilweise innerhalb des Ventilgehäuses 64a angeordnet. Die zweite Rückstelleinheit 42a ist auf einer der Verschlussseite 78a abgewandten Seite des zweiten Verschlusselements 40a angeordnet. Die zweite Rückstelleinheit 42a ist dazu vorgesehen, das zweite Verschlusselement 40a mit einer Rückstellkraft, insbesondere in Richtung der Verschlussstellung des zweiten Verschlusselements 40a, zu beaufschlagen.
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Dazu umfasst die zweite Rückstelleinheit 42a zumindest ein zweites Rückstellelement 82a. Das zweite Rückstellelement 82a ist im vorliegenden Fall als Federelement ausgebildet. Das zweite Rückstellelement 82a kontaktiert das zweite Verschlusselement 40a, insbesondere eine der Verschlussseite 78a gegenüberliegende Seite, und übt dabei insbesondere die Rückstellkraft auf das zweite Verschlusselement 40a aus. Alternativ könnte ein zweites Fluidventil auch als Schieberventil ausgebildet sein. Zudem könnte ein zweites Rückstellelement auch als Magnetelement und/oder als magnetisch aktives Element, wie beispielsweise als Formgedächtniselement, bevorzugt aus einem MSM-Material = Magnetic Shape Memory, ausgebildet sein. Zudem könnte eine zweite Rückstelleinheit mehrere zweite Rückstellelemente, wie beispielsweise zumindest zwei zweite Rückstellelemente und/oder zumindest drei zweite Rückstellelemente, umfassen.
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Die 2 bis 4 zeigen beispielhafte Betriebszustände und/oder Fahrzustände der Fahrzeugvorrichtung. Ein in 3 gezeigter Zustand entspricht dabei einem Normalbetriebszustand, in welchem das erste Fluidventil 18a gerade geschlossen ist, wodurch eine vorteilhaft schnelle Regelung erreicht werden kann. Ein Eingangsdruck des Druckfluids 12a wirkt im vorliegenden Fall auf die Hauptdruckseite 24a des ersten Verschlusselements 20a. Zudem erreicht das Druckfluid 12a über den Steuerkanal 22a den Steuerraum 72a und das zweite Fluidventil 38a. Solange das zweite Fluidventil 38a geschlossen oder im Wesentlichen geschlossen ist, ist das erste Fluidventil 18a druckausgeglichen (vgl. insbesondere 2 und 3). Steigt der Eingangsdruck über einen Grenzwert, öffnet das zweite Fluidventil 38a, sodass das Druckfluid 12a, insbesondere abrupt, aus dem Steuerraum 72a und über die Steuerleitung 76a abfließt (vgl. insbesondere 4). Dies bewirkt einen Druckabfall in dem Steuerraum 72a und insbesondere im Bereich der Steuerdruckseite 26a des ersten Verschlusselements 20a. Ein hieraus resultierender Druckunterschied und/oder Kraftunterschied auf die Hauptdruckseite 24a und die Steuerdruckseite 26a bewirkt eine Bewegung des ersten Verschlusselements 20a entgegen der Rückstellkraft der ersten Rückstelleinheit 70a, sodass das erste Fluidventil 18a öffnet und das Druckfluid 12a aus der Fluidleitung 14a über die Regelleitung 66a in die Druckfluidspeichereinheit 54a abfließt (vgl. insbesondere 4). Insbesondere kann das zweite Fluidventil 38a dabei auch dauerhaft minimal geöffnet sein, wodurch insbesondere ein optimiertes Regelverhalten und schnelles Ansprechverhalten erreicht werden können.
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Insbesondere um den Fluiddruck des Druckfluids 12a in der Fluidleitung 14a an unterschiedliche Fahrzustände anzupassen, umfasst die Fahrzeugvorrichtung im vorliegenden Fall ferner eine Aktoreinheit 44a. Die Aktoreinheit 44a weist eine Wirkverbindung mit der Ventileinheit 10a, im vorliegenden Fall insbesondere dem zweiten Fluidventil 38a, auf. Die Aktoreinheit 44a ist in einem Nahbereich des zweiten Fluidventils 38a angeordnet. Die Aktoreinheit 44a ist als magnetische Aktoreinheit ausgebildet. Die Aktoreinheit 44a ist im vorliegenden Fall ferner getrennt und/oder separat von der zweiten Rückstelleinheit 42a ausgebildet. Alternativ könnte eine Aktoreinheit jedoch auch zumindest teilweise einstückig mit einer zweiten Rückstelleinheit und/oder identisch mit einer zweiten Rückstelleinheit ausgebildet sein.
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Die Aktoreinheit 44a ist dazu vorgesehen, einen Stellparameter der Ventileinheit 10a, im vorliegenden Fall insbesondere des zweiten Fluidventils 38a, zu verändern, insbesondere im Betrieb und insbesondere in Abhängigkeit eines Fahrzustands. Die Aktoreinheit 44a ist im vorliegenden Fall zumindest dazu vorgesehen, den Stellparameter unmittelbar vor einem Schaltvorgang zu verändern, wodurch insbesondere Druckschwankungen minimiert werden können. Der Stellparameter ist eine auf das zweite Verschlusselement 40a wirkende Rückstellkraft der zweiten Rückstelleinheit 42a. Im vorliegenden Fall ist die Aktoreinheit 44a dazu vorgesehen, die auf das zweite Verschlusselement 40a wirkende Rückstellkraft der zweiten Rückstelleinheit 42a zu reduzieren. Die Aktoreinheit 44a ist dabei dazu vorgesehen, eine der Rückstellkraft der zweiten Rückstelleinheit 42a entgegengerichtete Stellkraft bereitzustellen.
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Dazu umfasst die Aktoreinheit 44a wenigstens ein Magnetelement 46a. Das Magnetelement 46a ist als Spulensystem, im vorliegenden Fall insbesondere mit genau einer Spule, ausgebildet. Das Magnetelement 46a umgreift das zweite Verschlusselement 40a und insbesondere den aus einem magnetischen Material bestehenden Teilbereich des zweiten Verschlusselements 40a, zu wenigstens einem Großteil. Das Magnetelement 46a ist dazu vorgesehen, ein auf das zweite Verschlusselement 40a einwirkendes Magnetfeld bereitzustellen. Demnach ist das Magnetelement 46a dazu vorgesehen, zur Veränderung des Stellparameters eine, insbesondere der Rückstellkraft der zweiten Rückstelleinheit 42a entgegengerichtete, magnetische Stellkraft bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Stellparameter jedoch auch einer auf ein erstes Rückstellelement wirkenden Rückstellkraft entsprechen. Zudem könnte eine Aktoreinheit zur Veränderung eines Stellparameters alternativ oder zusätzlich wenigstens einen Stellmotor oder dergleichen aufweisen.
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Im vorliegenden Fall ist eine maximale Stellkraft der Aktoreinheit 44a und insbesondere des Magnetelements 46a ferner um zumindest 10 % geringer als eine maximale Rückstellkraft der zweiten Rückstelleinheit 42a. Ein auf das zweite Verschlusselement 40a wirkender Restdruck beträgt dabei etwa 1 bar, wodurch vorteilhaft eine, insbesondere mittels der Aktoreinheit 44a nicht aufhebbare, Restdruckhaltekraft bereitgestellt werden kann.
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Darüber hinaus umfasst die Fahrzeugvorrichtung wenigstens einen Drucksensor 48a. Der Drucksensor 48a ist im vorliegenden Fall als Öldrucksensor ausgebildet. Der Drucksensor 48a ist in der Fluidleitung 14a, im vorliegenden Fall beispielhaft der Druckfluidverteilereinheit 16a, angeordnet. Der Drucksensor 48a ist dazu vorgesehen, ein mit dem Fluiddruck des Druckfluids 12a korreliertes Drucksignal bereitzustellen und insbesondere an die Aktoreinheit 44a zu übermitteln. Das Drucksignal ist dabei mit einem Fahrzustand korreliert, wodurch eine vorteilhaft automatisierte Einstellung des Stellparameters mittels der Aktoreinheit 44a erreicht werden kann. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf einen Drucksensor zu verzichten und/oder von einem Drucksensor abweichende Sensoren zur Ermittlung eines Fluiddrucks zu verwenden. Auch ist denkbar, einen Drucksensor in einem von einer Druckfluidverteilereinheit abweichenden Bereich einer Fluidleitung anzuordnen.
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Darüber hinaus umfasst die Fahrzeugvorrichtung im vorliegenden Fall eine Sicherungseinheit 50a. Die Sicherungseinheit 50a ist zumindest teilweise einstückig mit der Aktoreinheit 44a ausgebildet. Zudem ist die Sicherungseinheit 50a zumindest teilweise einstückig mit der zweiten Rückstelleinheit 42a ausgebildet. Die Sicherungseinheit 50a stellt dabei eine Fail-Safe-Funktion bereit. Die Sicherungseinheit 50a ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, wie beispielsweise bei einer Überschreitung und/oder Unterschreitung eines bestimmten Fluiddrucks in der Fluidleitung 14a, bei einem Defekt und/oder Ausfall eines Bauteils der Fahrzeugvorrichtung, wie beispielsweise einer Versorgungselektronik und/oder der Aktoreinheit 44a, und/oder bei einem Stromausfall, das zweite Verschlusselement 40a in wenigstens eine definierte Sicherungsstellung zu bewegen. Im vorliegenden Fall ist die Sicherungseinheit 50a dazu vorgesehen, in einem ersten Fehlerbetriebszustand, in welchem ein Fluiddruck des Druckfluids 12a in der Fluidleitung 14a einen Grenzwert übersteigt, das zweite Verschlusselement 40a in wenigstens eine Öffnungsstellung und in einem zweiten Fehlerbetriebszustand, insbesondere bei einem Ausfall der Aktoreinheit 44a, beispielsweise aufgrund eines Defekts und/oder eines Stromausfalls, das zweite Verschlusselement 40a in eine Verschlussstellung zu bewegen, wodurch insbesondere eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht werden kann. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, auf eine Sicherungseinheit zu verzichten und/oder eine Sicherungseinheit getrennt von einer Aktoreinheit und/oder einer Rückstelleinheit auszubilden.
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In den 5a bis 7 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 5a bis 7 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
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In den 5a bis 6b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 5a bis 6b ist der Buchstabe b nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 5a bis 6b unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Ventileinheit 10b.
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Die 5a bis 6b zeigen die Ventileinheit 10b und insbesondere ein erstes Fluidventil 18b und ein zweites Fluidventil 38b, in unterschiedlichen Betriebszuständen in einer Detaildarstellung. Ein in den 5a und 5b gezeigter Betriebszustand entspricht dabei einem in 3 gezeigten Betriebszustand, während ein in den 6a und 6b gezeigter Betriebszustand einem in 4 gezeigten Betriebszustand entspricht.
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Die Ventileinheit 10b umfasst dabei zwei Fluiddurchflüsse 84b, 86b, insbesondere einen ersten Fluiddurchfluss 84b und einen zweiten Fluiddurchfluss 86b. Der erste Fluiddurchfluss 84b ist Teil einer Fluidleitung 14b. Der erste Fluiddurchfluss 84b ist fluidtechnisch zwischen einem Filter (nicht dargestellt) und einer Druckfluidverteilereinheit (nicht dargestellt) angeordnet. Der zweite Fluiddurchfluss 86b ist mit einer Regelleitung 66b zum Anschluss an eine Druckfluidspeichereinheit (nicht dargestellt) verbunden. Die Fluiddurchflüsse 84b, 86b sind dabei in zumindest einem Betriebszustand mittels eines ersten Verschlusselements 20b des ersten Fluidventils 18b fluidtechnisch voneinander getrennt.
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Ferner schließt eine, insbesondere in einem Bereich eines Steuerkanals 22b des ersten Fluidventils 18b angeordnete, Steuerblende 32b des ersten Fluidventils 18b unmittelbar an eine Steuerdruckseite 26b des ersten Verschlusselements 20b an und/oder mündet unmittelbar in einem, insbesondere zumindest teilweise durch die Steuerdruckseite 26b begrenzten, Steuerraum 72b. Die Steuerblende 32b ist somit in einem Nahbereich der Steuerdruckseite 26b angeordnet.
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In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 7 ist der Buchstabe c nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 7 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Ventileinheit 10c.
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Im vorliegenden Fall sind ein erste Fluidventil 18c und ein zweites Fluidventil 38c senkrecht relativ zueinander angeordnet, insbesondere derart dass eine Längserstreckungsrichtung eines ersten Verschlusselements 20c des ersten Fluidventils 18c senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung eines zweiten Verschlusselements 40c des zweiten Fluidventils 38c ist.
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Darüber hinaus ist das erste Fluidventil 18c als Sitzventil ausgebildet. Das erste Fluidventil 18c umfasst dabei ein als Ventilstößel ausgebildetes erstes Verschlusselement 20c und einen als Ventilsitz ausgebildeten ersten Ventilanschlag 68c, mit welchem das erste Verschlusselement 20c in einer Verschlussstellung in Verbindung steht.
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Das erste Verschlusselement 20c weist ferner eine einer Fluidleitung (nicht dargestellt) zugewandte, insbesondere als Fluiddruckfläche ausgebildete, Hauptdruckseite 24c auf. Die Hauptdruckseite 24c weist dabei eine spitze Form und/oder Kontur auf. Zudem weist das erste Verschlusselement 20c eine der Fluidleitung abgewandte Steuerdruckseite 26c auf.
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Ferner weist ein innerhalb des ersten Verschlusselements 20c angeordneter Steuerkanal 22c einen rechtwinkligen Verlauf auf. Eine erste Steueröffnung 28c und eine zweite Steueröffnung 30c des Steuerkanals 22c sind dabei senkrecht zueinander ausgerichtet und weisen insbesondere einen unterschiedlichen Durchmesser auf.
