EP2691669A1 - Hybridkraftfahrzeugvorrichtung - Google Patents

Hybridkraftfahrzeugvorrichtung

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Publication number
EP2691669A1
EP2691669A1 EP11791450.7A EP11791450A EP2691669A1 EP 2691669 A1 EP2691669 A1 EP 2691669A1 EP 11791450 A EP11791450 A EP 11791450A EP 2691669 A1 EP2691669 A1 EP 2691669A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starting element
motor vehicle
electric motor
vehicle device
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11791450.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Hofmaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP2691669A1 publication Critical patent/EP2691669A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • F16D25/123—Details not specific to one of the before-mentioned types in view of cooling and lubrication
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0473—Friction devices, e.g. clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0476—Electric machines and gearing, i.e. joint lubrication or cooling or heating thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/106—Engine
    • F16D2500/1066—Hybrid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hybrid motor vehicle device according to the preamble of claim 1.
  • From DE 10 2005 040 771 A1 is already a hybrid motor vehicle device, with a starting element, which is intended to connect an internal combustion engine with a transmission unit, with an electric motor, which is provided for connection to the transmission unit, and with an equipment pressure system, the is provided, at least to cool the electric motor and the starting element, and having at least one cooling channel, which connects the starting element and the electric motor fluidly known.
  • the invention is in particular the object of providing a hybrid motor vehicle device having a needs-based cooling of the electric motor. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention is based on a hybrid motor vehicle device with at least one starting element, which is intended to connect an internal combustion engine to a transmission unit, with at least one electric motor, which is provided for connection to the transmission unit, and with an operating medium pressure system, which is provided for to cool the electric motor and the starting element at least, and having at least one cooling channel, which connects the starting element and the electric motor fluidly in at least one operating state.
  • the operating medium pressure system has at least one setting unit which is provided to change a flow cross-section of the cooling passage. This allows a flow rate of coolant for the electric motor depending can be changed as needed, whereby a hybrid motor vehicle device can be provided which has an on-demand cooling of the electric motor. By need-based cooling of the electric motor, a defined amount of coolant for the electric motor, in particular in a purely electromotive ride one, the hybrid motor vehicle device having hybrid motor vehicle can be adjusted, whereby a supply of the electric motor can be realized with coolant only when needed.
  • a “starting element” is to be understood in particular as a component which is arranged in a force flow between an internal combustion engine and a transmission unit and which has at least one primary side and at least one secondary side, which are operatively separable from one another or connectable to one another and provided for jerk-free
  • the starting element is preferably designed as a starting clutch which is arranged upstream of the gear unit, a starting clutch integrated into the gear unit and / or as a torque converter be understood, which is provided for the rotationally fixed connection to the internal combustion engine, in particular to an engine output shaft, and / or which can be decoupled from the transmission unit.
  • a secondary side is to be understood as meaning, in particular, a side of the starting element which is provided for non-rotatable connection to the gear unit, in particular to a transmission input shaft and / or which can be decoupled from the internal combustion engine at least two resource spaces and / or understood between at least two elements.
  • a "flow cross section” is to be understood, in particular, as meaning a cross section that can be used by the operating medium to flow from one operating room to another operating room.
  • the heat is withdrawn especially in one operation and is thus cooled, in particular to prevent a defect, destruction and / or functional impairment of the electric motor and / or the starting element.
  • the element of the electric motor to be cooled can be designed as a drive head be.
  • a “purely electromotive drive” is to be understood in particular as a drive mode of the hybrid motor vehicle in which only the at least one electric motor delivers a torque for driving the hybrid motor vehicle the at least one internal combustion engine outputs a moment for driving the hybrid motor vehicle.
  • a “hybrid motor vehicle” is to be understood, in particular, as a motor vehicle having at least one electric motor and at least one internal combustion engine in which the at least one electric motor and the at least one internal combustion engine drive one or more drive elements, such as drive wheels, individually or in combination specially programmed, designed, equipped and / or arranged to be understood.
  • the setting unit is provided to change the flow cross-section of the cooling channel depending on an operating state of the starting element.
  • the starting element can also be cooled as needed.
  • An "operating state of the starting element" is to be understood in particular as an operating state by means of which an operating state of the internal combustion engine can be identified, such as a rotational speed, in particular a rotational speed of the primary side of the starting element, and / or an actuating state. to change the flow cross-section of the cooling channel in response to an operating state of the internal combustion engine and that either directly or indirectly by means of the operating state of the starting element.
  • the setting unit has at least one blocking element which is provided to close the cooling channel in an actuated state of the starting element and to open it in an unactuated state of the starting element.
  • An “actuated state” is to be understood in particular an actuation state of the starting element, in which the starting element for torque transmission between the internal combustion engine and the transmission unit is provided and / or in which the starting element of the internal combustion engine and the transmission unit and thus the primary side and the secondary side operatively with each other
  • An “unactuated state” is to be understood, in particular, as an actuation state of the starting element, in which the starting element is provided for preventing torque transmission between the internal combustion engine and the gear unit and / or in which the starting element is the internal combustion engine and the transmission unit and thus the primary side and the secondary side operatively decoupled from each other.
  • the blocking element is provided to change the flow ⁇ cross-section of the cooling channel as a function of centrifugal force in the starting element.
  • centrifugal force should in particular be understood as a force caused by a rotation of at least one component of the starting element, in particular of the primary side of the starting element, and thereby has a dependence on the rotational speed of the at least one component of the starting element.
  • the blocking element is provided to change the flow cross-section of the cooling channel as a function of an operating medium pressure in the starting element.
  • a "medium pressure” should in particular be understood as meaning a pressure of the operating medium in a working medium, in particular of the starting element, which is designed in particular as an actuating pressure, a cooling pressure and / or as a lubricating pressure which is used to actuate at least one component of the starting element, in particular of the primary side, and / or which is used for torque transmission in the starting element and / or which prevails in an actuating means space of the starting element.
  • cooling pressure is to be understood as meaning, in particular, an operating medium pressure which is used for cooling at least one component and / or which prevails in a coolant space.
  • Lowing pressure is to be understood in particular to mean an operating medium pressure which is used for lubricating at least one component is and / or prevails in a lubricant room.
  • the blocking element is designed as a valve piston.
  • a particularly advantageous blocking element can be found.
  • a "valve piston” is to be understood in particular as meaning a piston which is arranged movably in an element or body which is at least partially enclosing, in particular in two opposite directions.
  • the setting unit has at least one restoring element, which is provided to independently open the cooling channel as a function of at least one force in the starting element. This allows an automatic, autonomous switching between the supply of the electric motor with coolant and the supply of the starting element can be realized with coolant, which in particular the cooling of the electric motor and the starting element between the purely electric motor ride and the pure internal combustion engine drive can be realized.
  • Self-contained should be understood in particular independently of an electrical control and / or regulation.
  • the restoring element has at least one control pressure channel.
  • an independent opening of the cooling channel as a function of an operating medium pressure, in particular a cooling pressure can be realized.
  • the cooling channel is formed as a coolant supply channel, which is intended to direct a coolant from a working space of the starting element in the electric motor.
  • the operating medium pressure system has at least one throttle, which is fluidically connected to the cooling channel and the electric motor and which is intended to reduce a flow rate of the coolant into the electric motor.
  • a defined flow rate of coolant can be supplied to the electric motor in a particularly simple manner.
  • a “throttle” is to be understood in particular an element that has a tapered flow cross-section at one end.
  • FIG. 1 schematically shows a hybrid powertrain with a hybrid motor vehicle device
  • FIG. 2 schematically shows a setting unit of the hybrid motor vehicle device
  • FIG. Fig. 3 shows schematically a second embodiment of a setting
  • Fig. 4 shows schematically a third embodiment of a setting unit.
  • Figures 1 and 2 show schematically a hybrid powertrain of a hybrid motor vehicle with a hybrid motor vehicle device.
  • the hybrid motor vehicle device includes a wet-running starting element 10a that connects an internal combustion engine 11a of the hybrid powertrain to a transmission unit 12a of the hybrid powertrain that is coupled to drive wheels 22a of the hybrid motor vehicle via a differential 21a.
  • the starting element 10a is designed as a fluid-cooled starting element. It is cooled, lubricated and operated by means of a resource.
  • the starting element 10a is designed as a multi-plate clutch. In principle, it can also be designed as another starting element which appears expedient to the person skilled in the art, for example as a torque converter.
  • the resource is designed as an oil.
  • the hybrid motor vehicle device has an electric motor 13a, which is connected to the transmission unit 12a.
  • the hybrid motor vehicle device comprises an operating medium pressure system 14a, which has a cooling channel 15a, which connects the starting element 10a and the electric motor 13a to one another in at least one operating state.
  • the cooling passage 15a is formed as a coolant supply passage, which guides a designed as a coolant operating means from a working space of the starting element 10a in the electric motor 13a. It is provided for cooling the electric motor 13a.
  • the cooling channel 15a fluidly connects the working space of the starting element 10a and a working space designed as a coolant space of the electric motor 13a, in which a cooling element of the electric motor 13a, such as a rotor carrier and / or a rotor of the electric motor 13a, is arranged.
  • the equipment pressure system 14 a is formed as a cooling and lubricating pressure system.
  • the cooling channel 15a is formed, ie defined or surrounded, by a material of the starting element 10a and by a material of the electric motor 13a.
  • the cooling channel 15a can in principle also be formed through a hole, for example in a separating element between the operating space of the starting element 10a and the operating space of the electric motor 13a. Further, it is conceivable that the cooling channel 15a is partially or entirely formed by a separate material from the starting element 10a and / or from the electric motor 13a.
  • the equipment pressure system 14a has a throttle 20a, which is fluidically connected to the cooling passage 15a and the electric motor 13a.
  • the throttle 20a fluidly connects the cooling channel 15a with the coolant space of the electric motor 13a. It is arranged behind the cooling passage 15a with respect to a flow direction 23a of the coolant.
  • the throttle 20a has a cross-sectional constriction, which is connected to the coolant space of the electric motor 13a and forms a coolant outlet.
  • the operating medium pressure system 14a has an adjusting unit 16a which alters a flow cross-section of the cooling duct 15a.
  • the adjustment unit 16a is formed as a mechanical adjustment unit. It changes the flow cross-section independently, i. without an external force and / or without electronic control and regulation.
  • the adjusting unit 16a is arranged fluidically between the operating space of the starting element 10a and the coolant space of the electric motor 13a. It is fluidically arranged in the cooling channel 15a.
  • the adjusting unit 16a changes the flow cross section of the cooling channel 15a as a function of an operating state of the starting element 10a. It changes the flow cross-section as a function of a rotational speed of the internal combustion engine 1 1 a.
  • the adjusting unit 16a has a blocking element 17a, which closes the cooling channel 15a in an actuated state of the starting element 10a and opens the cooling channel 15a in an unactuated state of the starting element 10a. In this case, the starting element 10a is closed in the actuated state and opened in the unactuated state.
  • the blocking element 7a closes the cooling passage 15a above an idling rotational speed of the internal combustion engine 11a and opens the cooling passage 15a at and below the idling rotational speed of the internal combustion engine 11a.
  • the idle speed is about 500 revolutions per minute.
  • the adjusting unit 16a closes the cooling channel 15a by means of the blocking element 17a when the operating means in the starting element 10a is needed and opens the cooling channel 15a by means of the blocking element 17a when the operating means in the starting element 10a is not needed.
  • the blocking element 17a can be provided to close the cooling channel 15a in the case of an active, ie running, internal combustion engine 11a and to open it in the case of an inactive, ie standing, internal combustion engine 11a.
  • the blocking element 17a blocks or unlocks the cooling channel 15a.
  • the blocking element 17a is arranged radially with respect to the starting element 10a, ie with respect to rotating elements 24a of the starting element 10a. It is arranged to be movable in a radial direction 25a with respect to the rotating elements 24a.
  • the radial direction 25a is aligned perpendicular or partially perpendicular to a rotational axis of the starting element 10a, ie to a rotational axis of the rotating elements 24a of the starting element 10a.
  • the rotating elements 24a are formed as lamellae.
  • the blocking element 7a changes the flow cross section of the cooling channel 15a as a function of a centrifugal force in the starting element 10a.
  • the blocking element 17a moves by the centrifugal force in the radial direction 25a, whereby the blocking element 17a closes or opens the cooling channel 15a.
  • the centrifugal force acts radially outward, ie in a radial direction 26, which points away from the axis of rotation.
  • the adjusting unit 16a is arranged radially above the axis of rotation. It is arranged with respect to the radial direction 25a above the axis of rotation. In FIG. 2, the axis of rotation of the starting element 10a is arranged underneath FIG.
  • the adjusting unit 16a thus forms a centrifugal governor.
  • the blocking element 17a is designed as a valve piston. It is arranged within the starting element 10a.
  • the adjustment unit 16a further comprises a return element 18a and a closure element 27a.
  • the closure element 27a is provided to partially engage the tight closing of the cooling channel 15a in the blocking element 17a. It is immovable and thus firmly arranged.
  • the closure element 27a is arranged along the radial direction 26a after the blocking element 17a. It is arranged radially further outside than the blocking element 17a.
  • the closure element 27a is designed as a closure screw.
  • the restoring element 18a independently opens the cooling channel 15a as a function of a force in the starting element 10a. It independently unlocks the cooling channel 15a as a function of the force in the starting element 10a.
  • the force in the starting element 10a is designed as the centrifugal force.
  • the restoring element 18a has a restoring force which acts against the force formed as centrifugal force in the starting element 10a.
  • the restoring force of the restoring element 18a has a direction of action 28a which points radially inwards.
  • the direction of action 28a is aligned parallel and opposite to the radial direction 26a.
  • the return member 18a pushes the locking member 17a away from the shutter member 27a. It tries to open the cooling channel 15a by means of the restoring force.
  • the return element 18a has a return spring 29a, which provides the restoring force ⁇ .
  • the return spring 29a is operatively disposed between the locking member 17a and the shutter member 27a. It is connected with one end secured to the Sperrele ⁇ ment 17a and with another, opposite end fixed to the closure ⁇ element 27a.
  • the restoring force of the return element 18a is designed as a spring force.
  • the starting element 10a In an operating state in which the propulsion power of the hybrid motor vehicle is provided by the electric motor 13a and thus in purely electromotive driving of the hybrid motor vehicle, the starting element 10a has a rotational speed of zero, whereby no centrifugal force is present in the starting element 10a.
  • the return element 18a presses the blocking element 17a radially inward and, due to the lack of centrifugal force, moves the blocking element 17a in a direction opposite to the radial direction 26a, whereby it autonomously unlocks the cooling channel 15a.
  • the adjusting unit 16a thus changes the flow cross-section of the cooling channel 15a to a maximum value and thus opens the cooling channel 15a, as a result of which the equipment formed as coolant and lubricant is withdrawn from the starting element 10a as coolant for the electric motor 13a.
  • the throttle 20a is designed so that at an operating medium pressure
  • the starting element 10 a In an operating state in which the propulsion power of the hybrid motor vehicle is provided by the internal combustion engine 11 a and thus in pure internal combustion engine drive of the hybrid motor vehicle, the starting element 10 a at a speed which is greater than the idling speed of the internal combustion engine 1 1 a, whereby a centrifugal force in the Starting element 10a is present, which is greater than the restoring force of the return element 18a.
  • the centrifugal force presses the blocking element 17a radially outward counter to the restoring force and moves the blocking element 17a in the radial direction 26a, whereby the blocking element 17a blocks the cooling channel 15a.
  • the adjusting unit 16a thus changes the flow cross-section of the cooling channel 15a to a minimum value of zero and thus closes the cooling channel 15a, thereby preventing an operating fluid flow from the starting element 10a into the electric motor 13a.
  • FIGS. 3 and 4 show two further exemplary embodiments of the invention.
  • the following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, wherein with regard to components that remain the same, male and features on the description of the other embodiments, in particular the figures 1 and 2, can be referenced.
  • identically named components in particular with regard to components with the same reference numerals, reference may in principle also be made to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 schematically shows an alternatively configured setting unit 16b of an equipment pressure system 14b of a hybrid motor vehicle device.
  • the adjusting unit 16b has a blocking element 17b, which changes a flow cross-section of a cooling channel 15b as a function of an operating medium pressure formed as an actuating pressure in a starting element.
  • the cooling channel 15b is fluidically connected to a designed as a coolant and lubricant chamber 30b resource space of the starting element 10a.
  • the setting unit 16b forms a pressure regulator.
  • the adjusting unit 16b has a first chamber 31b and a second chamber 32b, between which the blocking element 17b is arranged and seals these against each other.
  • the first chamber 31 b is fluidically connected to a designed as an actuating means space 33b resource space of the starting element.
  • the adjustment unit 16b further includes a return member 18b disposed in the second chamber 32b. It is firmly connected at one end to the blocking element 17b.
  • the return element 18b has a restoring force which acts against an actuation pressure in the first chamber 31b.
  • the return element 18b independently opens the cooling channel 15b as a function of a force in the starting element formed by the actuating pressure.
  • the actuating pressure in the first chamber 31 b and the restoring force in the second chamber 32 b counteract each other, whereby the blocking element 17 b is moved accordingly and locks or unlocks the cooling channel 15 b.
  • the return element 17b presses the blocking element 17b against the actuating pressure in the first chamber 31b.
  • the actuating pressure in the actuating means space 33b of the starting element and thus the operating medium pressure in the first chamber 31b of the adjusting unit 16b increases.
  • Increases the operating pressure formed as operating pressure in the first chamber 31 b on the counteracting restoring force of the return element 18b the operating medium pressure in the first chamber 31b pushes the blocking element 17b in a direction 34b which points towards the cooling channel 5b, whereby the blocking element 17b closes the cooling channel 15b in terms of flow.
  • the restoring element 18b pushes the blocking element 17b in a direction 35b opposite to the direction 34b and unlocks the cooling passage 15b, whereby the setting unit 16b reopens the cooling passage 15b and opens the cooling passage 15b. and fluid space 30b fluidly connects to an electric motor.
  • FIG. 4 schematically shows a third exemplary embodiment of an adjustment unit 16c of an equipment pressure system 14c of a hybrid motor vehicle device.
  • the setting unit 16c changes a flow cross section of a cooling channel 15c as a function of an operating medium pressure formed as actuating pressure and as a function of an operating medium pressure formed as cooling and lubricating pressure in a starting element.
  • the adjustment unit 16c has a return element 18c, which comprises a control pressure channel 19c.
  • the control pressure channel 19c fluidically connects a second chamber 32c of the adjustment unit 16c to the cooling channel 15c connected to a coolant and lubricant space 30c.
  • An operating medium pressure in the second chamber 32c formed as the cooling and lubricating pressure acts against a working medium pressure formed as the operating pressure in a first chamber 31c, whereby the blocking member 17c is correspondingly moved and locks or unlocks the cooling passage 15c.
  • the return element 18c independently opens the cooling channel 15c as a function of a force formed as the actuating pressure and of a force in the starting element which is configured as the cooling and lubricating pressure.
  • a restoring force of the return member 18c is formed as an operating medium pressure. It is designed as a cooling and lubricating pressure in the cooling and lubricant chamber 30c of the starting element.
  • the return element 18c may additionally also have a return spring.
  • the actuating pressure in the starting element and thus the operating medium pressure in the first chamber 31c increases. Increases the operating pressure formed as the operating pressure in the first chamber 31 c on the opposing acting as cooling and lubricating pressure operating medium pressure in the second chamber 32 c, the operating pressure in the first chamber 31 c pushes the blocking element 17 c in a direction 34 c, whereby the blocking element 17 c the cooling channel 15c closes fluidically. If the pressure applied as actuation pressure falls operating medium pressure in the first chamber 31c under the designed as a cooling and lubricating pressure operating medium pressure in the second chamber 32c, presses as the cooling and

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit zumindest einem Anfahrelement (10a), das dazu vorgesehen ist, einen Verbrennungsmotor (11a) mit einer Getriebeeinheit (12a) zu verbinden, mit zumindest einem Elektromotor (13a), der zur Anbindung an die Getriebeeinheit (12a) vorgesehen ist, und mit einem Betriebsmitteldrucksystem (14a; 14b; 14c), das dazu vorgesehen ist, den Elektromotor (13a) und das Anfahrelement (10a) zumindest zu kühlen, und das zumindest einen Kühlkanal (15a; 15b; 15c) aufweist, der in zumindest einem Betriebszustand das Anfahrelement (10a) und den Elektromotor (13a) strömungstechnisch miteinander verbindet. Es wird vorgeschlagen, dass das Betriebsmitteldrucksystem (14a; 14b; 14c) zumindest eine Einstelleinheit (16a; 16b; 16c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (15a; 15b; 15c) zu verändern.

Description

Hybridkraftfahrzeugvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 040 771 A1 ist bereits eine Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit einem Anfahrelement, das dazu vorgesehen ist, einen Verbrennungsmotor mit einer Getriebeeinheit zu verbinden, mit einem Elektromotor, der zur Anbindung an die Getriebeeinheit vorgesehen ist, und mit einem Betriebsmitteldrucksystem, das dazu vorgesehen ist, den Elektromotor und das Anfahrelement zumindest zu kühlen, und das zumindest einen Kühlkanal aufweist, der das Anfahrelement und den Elektromotor strömungstechnisch miteinander verbindet, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Hybridkraftfahrzeugvorrichtung bereitzustellen, die eine bedarfsgerechte Kühlung des Elektromotors aufweist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit zumindest einem Anfahrelement, das dazu vorgesehen ist, einen Verbrennungsmotor mit einer Getriebeeinheit zu verbinden, mit zumindest einem Elektromotor, der zur Anbindung an die Getriebeeinheit vorgesehen ist, und mit einem Betriebsmitteldrucksystem, das dazu vorgesehen ist, den Elektromotor und das Anfahrelement zumindest zu kühlen, und das zumindest einen Kühlkanal aufweist, der in zumindest einem Betriebszustand das Anfahrelement und den Elektromotor strömungstechnisch miteinander verbindet.
Es wird vorgeschlagen, dass das Betriebsmitteldrucksystem zumindest eine Einstelleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Kühlkanals zu verändern. Dadurch kann eine Durchflussmenge an Kühlmittel für den Elektromotor je nach Bedarf verändert werden, wodurch eine Hybridkraftfahrzeugvorrichtung bereitgestellt werden kann, die eine bedarfsgerechte Kühlung des Elektromotors aufweist. Durch die bedarfsgerechte Kühlung des Elektromotors kann eine definierte Kühlmittelmenge für den Elektromotor, insbesondere bei einer rein elektromotorischen Fahrt eines, die Hybridkraftfahrzeugvorrichtung aufweisenden Hybridkraftfahrzeugs eingestellt werden, wodurch eine Versorgung des Elektromotors mit Kühlmittel lediglich bei Bedarf realisiert werden kann. Dadurch kann eine Betriebmittelleckage, insbesondere bei einer rein verbrennungsmotorischen Fahrt des Hybridkraftfahrzeugs, reduziert werden, wodurch ein Wirkungsgrad und ein Betriebsmittelhaushalt verbessert werden kann. Unter einem„Anfahrelement" soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das in einem Kraftfluss zwischen einem Verbrennungsmotor und einer Getriebeeinheit angeordnet ist und das zumindest eine Primärseite und zumindest eine Sekundärseite aufweist, die wirkungsmäßig voneinander trennbar oder miteinander verbindbar sind und dazu vorgesehen sind, zum ruckfreien Anfahren eines Kraftfahrzeugs eine schlupfende Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeinheit bereitzustellen. Das Anfahrelement ist vorzugsweise als eine der Getriebeeinheit vorgeschaltete Anfahrkupplung, eine in die Getriebeeinheit integrierte Anfahrkupplung und/oder als ein Drehmomentwandler ausgebildet. Unter einer„Primärseite" soll insbesondere eine Seite des Anfahrelements verstanden werden, die zur drehfesten Anbindung an den Verbrennungsmotor, insbesondere an eine Verbrennungsmotorausgangswelle, vorgesehen ist und/oder die von der Getriebeeinheit entkoppelbar ist. Unter einer -Sekundärseite" soll insbesondere eine Seite des Anfahrelements verstanden werden, die zur drehfesten Anbindung an die Getriebeeinheit, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle, vorgesehen ist und/oder die von dem Verbrennungsmotor entkoppelbar ist. Unter einem„Kühlkanal" soll insbesondere eine strömungstechnische Verbindung zwischen zumindest zwei Betriebsmittelräumen und/oder zwischen zumindest zwei Elementen verstanden werden. Unter einem„Strö- mungsquerschnitf soll insbesondere ein Querschnitt verstanden werden, der durch das Betriebsmittel zu einem Fließen von einem Betriebsmittelraum in einen anderen Betriebsmittelraum genutzt werden kann. Unter„bedarfsgerecht" soll insbesondere verstanden werden, dass eine Versorgung mit Betriebsmittel, insbesondere mit Kühlmittel in Abhängigkeit von einem Bedarf an diesem Betriebsmittel, insbesondere an Kühlmittel eines insbesondere zu kühlenden Elements, eingestellt wird. Unter einem„zu kühlenden Element" soll insbesondere ein Element des Anfahrelements und/oder des Elektromotors verstanden werden, dem insbesondere in einem Betrieb Wärme entzogen wird und somit gekühlt wird, insbesondere um einen Defekt, eine Zerstörung und/oder eine Funktionsbeeinträchtigung des Elektromotors und/oder des Anfahrelements zu verhindern. Beispielsweise kann das zu kühlende Element des Elektromotors als ein Triebkopf ausgebildet sein. Unter einer„rein elektromotorischen Fahrt" soll insbesondere ein Antriebsmodus des Hybridkraftfahrzeugs verstanden werden, in dem ausschließlich der zumindest eine Elektromotor ein Moment zum Antrieb des Hybridkraftfahrzeugs abgibt. Unter einer„rein verbrennungsmotorischen Fahrt" soll insbesondere ein Antriebsmodus des Hybridkraftfahrzeugs verstanden werden, in dem ausschließlich der zumindest ein Verbrennungsmotor ein Moment zum Antrieb des Hybridkraftfahrzeugs abgibt. Unter einem„Hybridkraftfahrzeug" soll insbesondere ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Elektromotor und zumindest einem Verbrennungsmotor verstanden werden, bei dem der zumindest eine Elektromotor und der zumindest eine Verbrennungsmotor entweder einzeln oder in Kombination Endantriebselemente, wie beispielsweise Antriebsräder, antreiben. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Anfahrelements zu verändern. Dadurch kann das Anfahrelement ebenfalls bedarfsgerecht gekühlt werden. Unter einem„Betriebszustands des Anfahrelements" soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, mittels dem ein Betriebszustand des Verbrennungsmotors identifizierbar ist, wie beispielsweise eine Drehzahl, insbesondere eine Drehzahl der Primärseite des Anfahrelements, und/oder ein Betätigungszustand. Vorzugsweise ist die Einstelleinheit auch dazu vorgesehen, den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors zu verändern und zwar entweder direkt oder indirekt mittels des Betriebszustands des Anfahrelements.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Einstelleinheit zumindest ein Sperrelement auf, das dazu vorgesehen ist, den Kühlkanal in einem betätigten Zustand des Anfahrelements zu schließen und in einem unbetätigten Zustand des Anfahrelements zu öffnen. Dadurch kann eine bedarfsgerechte Kühlung des Anfahrelements und des Elektromotors besonders einfach realisiert werden. Unter einem„betätigten Zustand" soll insbesondere ein Betätigungszustand des Anfahrelements verstanden werden, in dem das Anfahrelement zur Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeinheit vorgesehen ist und/oder in dem das Anfahrelement den Verbrennungsmotor und die Getriebeeinheit und damit die Primärseite und die Sekundärseite wirkungsmäßig miteinander koppelt. Unter einem„unbetätigten Zustand" soll insbesondere ein Betätigungszustand des Anfahrelements verstanden werden, in dem das Anfahrelement zur Verhinderung einer Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeinheit vorgesehen ist und/oder in dem das Anfahrelement den Verbrennungsmotor und die Getriebeeinheit und damit die Primärseite und die Sekundärseite wirkungsmäßig voneinander entkoppelt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Sperrelement dazu vorgesehen ist, den Strömungs¬ querschnitt des Kühlkanals in Abhängigkeit einer Fliehkraft in dem Anfahrelement zu verändern. Dadurch kann eine Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Anfahrelements besonders einfach bereitgestellt werden. Unter einer„Fliehkraft" soll insbesondere eine durch eine Rotation von zumindest einem Bauteil des Anfahrelements, insbesondere von der Primärseite des Anfahrelements, verursachte Kraft verstanden werden und dadurch eine Abhängigkeit von der Drehzahl des zumindest einen Bauteils des Anfahrelements aufweist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Sperrelement dazu vorgesehen ist, den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals in Abhängigkeit eines Betriebsmitteldrucks in dem Anfahrelement zu verändern. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte, alternativ oder zusätzlich nutzbare Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Anfahrelements bereitgestellt werden. Unter einem -Betriebsmitteldruck" soll insbesondere ein Druck des Betriebsmittels in einem Betriebsmittelraum, insbesondere des Anfahrelements, verstanden werden, der insbesondere als ein Betätigungsdruck, ein Kühldruck und/oder als ein Schmierdruck ausgebildet ist. Unter einem„Betätigungsdruck" soll insbesondere ein Betriebsmitteldruck verstanden werden, der zur Betätigung von zumindest einem Bauteil des Anfahrelements, insbesondere von der Primärseite, genutzt wird und/oder der zur Drehmomentübertragung in dem Anfahrelement genutzt wird und/oder der in einem Betätigungsmittelraum des Anfahrelements herrscht. Unter einem„Kühldruck" soll insbesondere ein Betriebsmitteldruck verstanden werden, der zur Kühlung von zumindest einem Bauteil genutzt wird und/oder der in einem Kühlmittelraum herrscht. Unter einem„Schmierdruck" soll insbesondere ein Betriebsmitteldruck verstanden werden, der zur Schmierung von zumindest einem Bauteil genutzt wird und/oder der in einem Schmiermittelraum herrscht.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Sperrelement als ein Ventilkolben ausgebildet ist. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Sperrelement gefunden werden. Unter einem„Ventilkolben" soll insbesondere ein Kolben verstanden werden, der in einem, in zumindest teilweise umschließenden Element oder Körper beweglich, insbesondere in zwei entgegengesetzte Richtungen, angeordnet ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Einstelleinheit zumindest ein Rückstellelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von zumindest einer Kraft in dem Anfahrelement den Kühlkanal selbstständig zu öffnen. Dadurch kann eine automatische, selbstständige Umschaltung zwischen der Versorgung des Elektromotors mit Kühlmittel und der Versorgung des Anfahrelements mit Kühlmittel realisiert werden, wodurch insbesondere die Kühlung des Elektromotors und des Anfahrelements zwischen der rein elektromotorischer Fahrt und der rein verbrennungsmotorischer Fahrt realisiert werden kann. Unter „selbstständig" soll insbesondere unabhängig von einer elektrischen Steuerung und/oder Regelung verstanden werden.
Besonders bevorzugt weist das Rückstellelement zumindest einen Steuerdruckkanal auf. Dadurch kann ein selbstständiges öffnen des Kühlkanals in Abhängigkeit eines Betriebsmitteldrucks, insbesondere eines Kühldrucks, realisiert werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Kühlkanal als ein Kühlmittelzufuhrkanal ausgebildet ist, der dazu vorgesehen ist, ein Kühlmittel aus einem Betriebsmittelraum des Anfahrelements in den Elektromotor zu leiten. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Betriebsmitteldrucksystem bereitgestellt werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Betriebsmitteldrucksystem zumindest eine Drossel aufweist, die strömungstechnisch mit dem Kühlkanal und dem Elektromotor verbunden ist und die dazu vorgesehen ist, eine Durchflussmenge des Kühlmittels in den Elektromotor zu verringern. Dadurch kann besonders einfach eine definierte Durchflussmenge an Kühlmittel dem Elektromotor zugeführt werden. Unter einer„Drossel" soll insbesondere ein Element verstanden werden, dass an einem Ende einen verjüngten Strömungsquerschnitt aufweist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei 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.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Hybridantriebstrang mit einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung,
Fig. 2 schematisch eine Einstelleinheit der Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, Fig. 3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einstelleinheit und
Fig. 4 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Einstelleinheit.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch einen Hybridantriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeugs mit einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung. Die Hybridkraftfahrzeugvorrichtung umfasst ein nasslaufendes Anfahrelement 10a, das einen Verbrennungsmotor 11 a des Hybridantriebsstrangs mit einer Getriebeeinheit 12a des Hybridantriebsstrangs, die mittels einem Differential 21a an Antriebsräder 22a des Hybridkraftfahrzeugs gekoppelt ist, verbindet. Das Anfahrelement 10a ist als ein fluidgekühltes Anfahrelement ausgebildet. Es wird mittels einem Betriebsmittel gekühlt, geschmiert und betätigt. Das Anfahrelement 10a ist als eine Lamellenkupplung ausgebildet. Es kann grundsätzlich auch als ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Anfahrelement, wie beispielsweise als ein Drehmomentwandler, ausgebildet sein. Das Betriebsmittel ist als ein öl ausgebildet.
Zur alternativen oder gemeinsamen Erzeugung von Vortriebsleistung des Hybridkraftfahrzeugs weist die Hybridkraftfahrzeugvorrichtung einen Elektromotor 13a auf, der an die Getriebeeinheit 12a angebunden ist. Zur Kühlung und Schmierung des Anfahrelements 10a und zur Kühlung des Elektromotors 13a umfasst die Hybridkraftfahrzeugvorrichtung ein Betriebsmitteldrucksystem 14a, das einen Kühlkanal 15a aufweist, der in zumindest einem Betriebszustand das Anfahrelement 10a und den Elektromotor 13a strömungstechnisch miteinander verbindet. Der Kühlkanal 15a ist als ein Kühlmittelzufuhrkanal ausgebildet, der ein als Kühlmittel ausgebildetes Betriebsmittel aus einem Betriebsmittelraum des Anfahrelements 10a in den Elektromotor 13a leitet. Er ist zur Kühlung des Elektromotors 13a vorgesehen. Der Kühlkanal 15a verbindet strömungstechnisch den Betriebsmittelraum des Anfahrelements 10a und einen als ein Kühlmittelraum ausgebildeten Betriebsmittelraum des Elektromotors 13a, in dem ein zu kühlendes Element des Elektromotors 13a, wie beispielsweise ein Rotorträger und/oder ein Rotor des Elektromotors 13a, angeordnet ist. Das Betriebsmitteldrucksystem 14a ist als ein Kühl- und Schmierdrucksystem ausgebildet.
Der Kühlkanal 15a ist durch ein Material des Anfahrelements 10a und durch ein Material des Elektromotors 13a ausgebildet, d.h. definiert oder umgeben. Der Kühlkanal 15a kann grundsätzlich auch durch ein Loch, beispielweise in einem Trennelement zwischen dem Betriebsmittelraum des Anfahrelements 10a und dem Betriebsmittelraum des Elektromotors 13a, ausgebildet sein. Weiter ist es denkbar, dass der Kühlkanal 15a teilweise oder gänzlich durch ein, von dem Anfahrelement 10a und/oder von dem Elektromotor 13a separates Material ausgebildet ist. Zur Verringerung einer Durchflussmenge des Kühlmittels in den Elektromotor 13a weist das Betriebsmitteldrucksystem 14a eine Drossel 20a auf, die strömungstechnisch mit dem Kühlkanal 15a und dem Elektromotor 13a verbunden ist. Sie reguliert die Durchflussmenge des Kühlmittels in den Kühlmittelraum des Elektromotors 13a. Die Drossel 20a verbindet strömungstechnisch den Kühlkanal 15a mit dem Kühlmittelraum des Elektromotors 13a. Sie ist bezüglich einer Strömungsrichtung 23a des Kühlmittels hinter dem Kühlkanal 15a angeordnet. Die Drossel 20a weist eine Querschnittsverengung auf, die mit dem Kühlmittelraum des Elektromotors 13a verbunden ist und einen Kühlmittelausgang ausbildet.
Zur bedarfsgerechten Kühlung des Elektromotors 13a weist das Betriebsmitteldrucksystem 14a eine Einstelleinheit 16a auf, die einen Strömungsquerschnitt des Kühlkanals 15a verändert. Die Einstelleinheit 16a ist als eine mechanische Einstelleinheit ausgebildet. Sie verändert den Strömungsquerschnitt selbstständig, d.h. ohne eine externe Kraft und/oder ohne eine elektronische Steuerung und Regelung. Die Einstelleinheit 16a ist strömungstechnisch zwischen dem Betriebsmittelraum des Anfahrelements 10a und dem Kühlmittelraum des Elektromotors 13a angeordnet. Sie ist strömungstechnisch in dem Kühlkanal 15a angeordnet.
Die Einstelleinheit 16a verändert den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals 15a in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Anfahrelements 10a. Sie verändert den Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 1 a. Die Einstelleinheit 16a weist ein Sperrelement 17a auf, das den Kühlkanal 15a in einen betätigten Zustand des Anfahrelements 10a schließt und den Kühlkanal 15a in einem unbetätig- ten Zustand des Anfahrelements 10a öffnet. Dabei ist das Anfahrelement 10a in dem betätigten Zustand geschlossen und in dem unbetätigten Zustand geöffnet. Das Sperrelement 7a schließt den Kühlkanal 15a oberhalb einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 11a und öffnet den Kühlkanal 15a bei und unterhalb der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 1 1 a. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Leerlaufdrehzahl zirka 500 Umdrehungen pro Minute. Die Einstelleinheit 16a schließt mittels dem Sperrelement 17a den Kühlkanal 15a, wenn das Betriebsmittel in dem Anfahrelement 10a gebraucht wird und öffnet mittels dem Sperrelement 17a den Kühlkanal 15a, wenn das Betriebsmittel in dem Anfahrelement 10a nicht gebraucht wird. Grundsätzlich kann das Sperrelement 17a dazu vorgesehen werden, den Kühlkanal 15a bei einem aktiven, d.h. laufenden Verbrennungsmotor 1 1 a zu schließen und bei einem inaktiven, d.h. stehenden Verbrennungsmotor 11a zu öffnen. Das Sperrelement 17a versperrt oder entsperrt den Kühlkanal 15a. Das Sperrelement 17a ist bezüglich des Anfahrelements 10a, d.h. bezüglich rotierender Elemente 24a des Anfahrelements 10a, radial angeordnet. Es ist in einer radialen Richtung 25a, bezogen auf die rotierenden Elemente 24a, beweglich angeordnet. Die radiale Richtung 25a ist dabei senkrecht oder teilweise senkrecht zu einer Rotationsachse des Anfahrelements 10a, d.h. zu einer Rotationsachse der rotierenden Elemente 24a des Anfahrelements 10a, ausgerichtet. Die rotierenden Elemente 24a sind als Lamellen ausgebildet. Das Sperrelement 7a verändert den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals 15a in Abhängigkeit einer Fliehkraft in dem Anfahrelement 10a. Das Sperrelement 17a bewegt sich durch die Fliehkraft in die radiale Richtung 25a, wodurch das Sperrelement 17a den Kühlkanal 15a verschließt oder öffnet. Die Fliehkraft wirkt dabei radial nach außen, d.h. in eine radiale Richtung 26, die weg von der Rotationsachse zeigt. Die Einstelleinheit 16a ist radial oberhalb der Rotationsachse angeordnet. Sie ist bezüglich der radialen Richtung 25a über der Rotationsachse angeordnet. In der Figur 2 ist die Rotationsachse des Anfahrelements 10a unter der Figur 2 angeordnet. Die Einstelleinheit 16a bildet somit einen Fliehkraftregler aus. Das Sperrelement 17a ist als ein Ventilkolben ausgebildet. Es ist innerhalb des Anfahrelements 10a angeordnet.
Die Einstelleinheit 16a umfasst weiter ein Rückstellelement 18a und ein Verschlusselement 27a. Das Verschlusselement 27a ist dazu vorgesehen, zum dichten Verschließen des Kühlkanals 15a in das Sperrelement 17a teilweise einzugreifen. Es ist unbeweglich und damit fest angeordnet. Das Verschlusselement 27a ist entlang der radialen Richtung 26a nach dem Sperrelement 17a angeordnet. Es ist radial weiter außen angeordnet als das Sperrelement 17a. Das Verschlusselement 27a ist als eine Verschlussschraube ausgebildet. Das Rückstellelement 18a öffnet in Abhängigkeit von einer Kraft in dem Anfahrelement 10a selbstständig den Kühlkanal 15a. Es entsperrt den Kühlkanal 15a selbstständig in Abhängigkeit von der Kraft in dem Anfahrelement 10a. Die Kraft in dem Anfahrelement 10a ist als die Fliehkraft ausgebildet. Das Rückstellelement 18a weist eine Rückstellkraft auf, die gegen die als Fliehkraft ausgebildete Kraft in dem Anfahrelement 10a wirkt. Die Rückstellkraft des Rückstellelements 18a weist eine Wirkrichtung 28a auf, die radial nach innen zeigt. Die Wirkrichtung 28a ist parallel und entgegengesetzt zu der radialen Richtung 26a ausgerichtet. Das Rückstellelement 18a drückt das Sperrelement 17a weg von dem Verschlusselement 27a. Es versucht mittels der Rückstellkraft den Kühlkanal 15a zu öffnen. Das Rückstellelement 18a weist eine Rückstellfeder 29a auf, die die Rückstellkraft bereit¬ stellt. Die Rückstellfeder 29a ist wirkungsmäßig zwischen dem Sperrelement 17a und dem Verschlusselement 27a angeordnet. Sie ist mit einem Ende fest an dem Sperrele¬ ment 17a und mit einem anderen, gegenüberliegenden Ende fest an dem Verschluss¬ element 27a angebunden. Die Rückstellkraft des Rückstellelements 18a ist als eine Federkraft ausgebildet.
In einem Betriebszustand, in dem die Vortriebsleistung des Hybridkraftfahrzeugs durch den Elektromotor 13a bereitgestellt wird und damit bei rein elektromotorischer Fahrt des Hybridkraftfahrzeugs, weist das Anfahrelement 10a eine Drehzahl von Null auf, wodurch auch keine Fliehkraft in dem Anfahrelement 10a vorliegt. Das Rückstellelement 18a drückt das Sperrelement 17a radial nach innen und bewegt aufgrund der fehlenden Fliehkraft das Sperrelement 17a in eine zur radialen Richtung 26a entgegengesetzte Richtung, wodurch es den Kühlkanal 15a selbstständig entsperrt. Die Einstelleinheit 16a verändert damit den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals 15a auf einen Maximalwert und öffnet somit den Kühlkanal 15a, wodurch das als Kühl- und Schmiermittel ausgebildete Betriebsmittel aus dem Anfahrelement 10a als Kühlmittel für den Elektromotor 13a entzogen wird. Die Drossel 20a ist dabei so ausgelegt, dass bei einem Betriebsmitteldruck
(Schmierdruck) in dem Anfahrelement 10a bei stehendem Verbrennungsmotor 1 1a und damit bei rein elektromotorischer Fahrt, ausreichend Kühlmittel für den Elektromotor 13a vorhanden ist.
In einem Betriebszustand, in dem die Vortriebsleistung des Hybridkraftfahrzeugs durch den Verbrennungsmotor 11a bereitgestellt wird und damit bei rein verbrennungsmotorischer Fahrt des Hybridkraftfahrzeugs, weist das Anfahrelement 10a eine Drehzahl auf, die größer ist als die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 1 1a, wodurch auch eine Fliehkraft in dem Anfahrelement 10a vorliegt, die größer ist als die Rückstellkraft des Rückstellelements 18a. Die Fliehkraft drückt das Sperrelement 17a entgegen der Rückstellkraft radial nach außen und bewegt das Sperrelement 17a in die radiale Richtung 26a, wodurch das Sperrelement 17a den Kühlkanal 15a versperrt. Die Einstelleinheit 16a verändert damit den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals 15a auf einen Minimalwert von Null und schließt somit den Kühlkanal 15a, wodurch ein Betriebsmittelfluss aus dem Anfahrelement 10a in den Elektromotor 13a verhindert wird.
In den Figuren 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merk- male und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 und 2 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der Figuren 3 und 4 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 und 2, verwiesen werden.
In der Figur 3 ist schematisch eine alternativ ausgebildete Einstelleinheit 16b eines Betriebsmitteldrucksystems 14b einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung dargestellt. Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Einstelleinheit 16b ein Sperrelement 17b auf, das einen Strömungsquerschnitt eines Kühlkanals 15b in Abhängigkeit eines als Betätigungsdruck ausgebildeten Betriebsmitteldrucks in einem Anfahrelement verändert. Der Kühlkanal 15b ist strömungstechnisch mit einem als Kühl- und Schmiermittelraum 30b ausgebildetem Betriebsmittelraum des Anfahrelements 10a verbunden. Die Einstelleinheit 16b bildet einen Druckregler aus.
Die Einstelleinheit 16b weist eine erste Kammer 31 b und eine zweite Kammer 32b auf, zwischen denen das Sperrelement 17b angeordnet ist und diese gegeneinander abdichtet. Die erste Kammer 31 b ist strömungstechnisch mit einem als Betätigungsmittelraum 33b ausgebildeten Betriebsmittelraum des Anfahrelements verbunden. Die Einstelleinheit 16b umfasst weiter ein Rückstellelement 18b, das in der zweiten Kammer 32b angeordnet ist. Es ist mit einem Ende fest an das Sperrelement 17b angebunden. Das Rückstellelement 18b weist eine Rückstellkraft auf, die gegen einen Betätigungsdruck in der ersten Kammer 31 b wirkt. Das Rückstellelement 18b öffnet in Abhängigkeit von einer als von dem Betätigungsdruck ausgebildeten Kraft in dem Anfahrelement selbstständig den Kühlkanal 15b. Der Betätigungsdruck in der ersten Kammer 31 b und die Rückstellkraft in der zweiten Kammer 32b wirken einander entgegen, wodurch das Sperrelement 17b entsprechend bewegt wird und den Kühlkanal 15b versperrt oder entsperrt. Das Rückstellelement 17b drückt das Sperrelement 17b gegen den Betätigungsdruck in der ersten Kammer 31 b.
Durch ein Ansteuern des Anfahrelements erhöht sich der Betätigungsdruck in dem Betätigungsmittelraum 33b des Anfahrelements und damit der Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31 b der Einstelleinheit 16b. Steigt der als Betätigungsdruck ausgebildete Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31 b über die entgegen wirkende Rückstellkraft des Rückstellelements 18b, drückt der Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31 b das Sperrelement 17b in eine Richtung 34b, die zum Kühlkanal 5b zeigt, wodurch das Sperrelement 17b den Kühlkanal 15b strömungstechnisch verschließt. Sinkt der als Betätigungsdruck ausgebildete Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31 b unter die Rückstellkraft, drückt das Rückstellelement 18b das Sperrelement 17b in eine zur Richtung 34b entgegengesetzte Richtung 35b und entsperrt den Kühlkanal 15b, wodurch die Einstelleinheit 16b den Kühlkanal 15b wieder öffnet und den Kühl- und Schmiermittelraum 30b strömungstechnisch mit einem Elektromotor verbindet.
In der Figur 4 ist schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Einstelleinheit 16c eines Betriebsmitteldrucksystems 14c einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung dargestellt. Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 verändert die Einstelleinheit 16c einen Strömungsquerschnitt eines Kühlkanals 15c in Abhängigkeit eines als Betätigungsdruck ausgebildeten Betriebsmitteldrucks und in Abhängigkeit eines als Kühl- und Schmierdruck ausgebildeten Betriebsmitteldrucks in einem Anfahrelement.
Die Einstelleinheit 16c weist ein Rückstellelement 18c auf, das einen Steuerdruckkanal 19c umfasst. Der Steuerdruckkanal 19c verbindet strömungstechnisch eine zweite Kammer 32c der Einstelleinheit 16c mit dem, mit einem Kühl- und Schmiermittelraum 30c verbundenen, Kühlkanal 15c. Ein als der Kühl- und Schmierdruck ausgebildeter Betriebsmitteldruck in der zweiten Kammer 32c wirkt gegen einen als der Betätigungsdruck ausgebildeten Betriebsmitteldruck in einer ersten Kammer 31c, wodurch das Sperrelement 17c entsprechend bewegt wird und den Kühlkanal 15c versperrt oder entsperrt. Das Rückstellelement 18c öffnet in Abhängigkeit von einer als der Betätigungsdruck ausgebildeten Kraft und von einer als der Kühl- und Schmierdruck ausgebildeten Kraft in dem Anfahrelement selbstständig den Kühlkanal 15c. Eine Rückstellkraft des Rückstellelements 18c ist als ein Betriebsmitteldruck ausgebildet. Sie ist als ein Kühl- und Schmierdruck in dem Kühl- und Schmiermittelraum 30c des Anfahrelements ausgebildet. Grundsätzlich kann das Rückstellelement 18c zusätzlich auch eine Rückstellfeder aufweisen.
Durch ein Ansteuern des Anfahrelements erhöht sich der Betätigungsdruck in dem Anfahrelement und damit der Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31c. Steigt der als Betätigungsdruck ausgebildete Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31 c über den entgegen wirkenden als Kühl- und Schmierdruck ausgebildeten Betriebsmitteldruck in der zweiten Kammer 32c, drückt der Betriebsmitteldruck in der ersten Kammer 31 c das Sperrelement 17c in eine Richtung 34c, wodurch das Sperrelement 17c den Kühlkanal 15c strömungstechnisch verschließt. Sinkt der als Betätigungsdruck ausgebildete Be- triebsmitteldruck in der ersten Kammer 31c unter den als Kühl- und Schmierdruck ausgebildeten Betriebsmitteldruck in der zweiten Kammer 32c, drückt der als Kühl- und
Schmierdruck ausgebildete Betriebsmitteldruck in der zweiten Kammer 32c das Sperrelement 17c in eine Richtung 35c und entsperrt den Kühlkanal 15c, wodurch die Einstelleinheit 16c den Kühlkanal 15c wieder öffnet.

Claims

Patentansprüche
Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit zumindest einem Anfahrelement (10a), das dazu vorgesehen ist, einen Verbrennungsmotor (11a) mit einer Getriebeeinheit (12a) zu verbinden, mit zumindest einem Elektromotor (13a), der zur Anbindung an die Getriebeeinheit (12a) vorgesehen ist, und mit einem Betriebsmitteldrucksystem (14a; 14b; 14c), das dazu vorgesehen ist, den Elektromotor (13a) und das Anfahrelement (10a) zumindest zu kühlen, und das zumindest einen Kühlkanal (15a; 15b; 15c) aufweist, der in zumindest einem Betriebszustand das Anfahrelement (10a) und den Elektromotor (13a) strömungstechnisch miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Betriebsmitteldrucksystem (14a; 14b; 14c) zumindest eine Einstelleinheit (16a; 16b; 16c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (15a; 15b; 15c) zu verändern.
Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (15a; 15b; 15c) in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Anfahrelements (10a) zu verändern.
3. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinheit (16a; 16b; 16c) zumindest ein Sperrelement (17a; 17b; 17c) aufweist, das dazu vorgesehen ist, den Kühlkanal (15a; 15b; 15c) in einem betätigten Zustand des Anfahrelements (10a) zu schließen und in einem unbetätigten Zustand des Anfahrelements (10a) zu öffnen.
4. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrelement (17a; 17b; 17c) dazu vorgesehen ist, den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (15a; 15b; 15c) in Abhängigkeit einer Fliehkraft in dem Anfahrelement ( 0a) zu verändern.
5. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrelement (17a; 17b; 17c) dazu vorgesehen ist, den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (15a; 15b; 15c) in Abhängigkeit eines Betriebsmitteldrucks in dem Anfahrelement (10a) zu verändern.
6. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrelement (17a; 17b; 17c) als ein Ventilkolben ausgebildet ist.
7. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinheit (16a; 16b; 16c) zumindest ein Rückstellelement (18a; 18b; 18c) aufweist, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von zumindest einer Kraft in dem Anfahrelement (10a) den Kühlkanal (15a; 15b; 15c) selbstständig zu öffnen.
8. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rückstellelement (18c) zumindest einen Steuerdruckkanal (19c) aufweist.
9. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kühlkanal (15a; 15b; 15c) als ein Kühlmittelzufuhrkanal ausgebildet ist, der dazu vorgesehen ist, ein Kühlmittel aus einem Betriebsmittelraum des Anfahrelements (10a) in den Elektromotor (13a) zu leiten.
10. Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Betriebsmitteldrucksystem (14a; 14b; 14c) zumindest eine Drossel (20a) aufweist, die strömungstechnisch mit dem Kühlkanal (15a; 15b; 15c) und dem Elektromotor (13a) verbunden ist und die dazu vorgesehen ist, eine Durchflussmenge des Kühlmittels in den Elektromotor (13a) zu verringern.
11. Verfahren zur Kühlung eines Elektromotors (13a) einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, insbesondere einer Hybridkraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Anfahrelement (10a), das einen Verbrennungsmotor (1 1a) mit einer Getriebeeinheit (12a) verbindet oder von der Getriebeeinheit (12a) trennt, und mit einem Betriebsmitteldrucksystem (14a; 14b; 14c), das den Elektromotor (13a) und das Anfahrelement (10a) zumindest kühlt, und das zumindest einen Kühlkanal (15a; 15b; 15c) aufweist, der in zumindest einem Betriebszustand das Anfahrelement (10a) und den Elektromotor (13a) strömungstechnisch miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (15a; 15b; 15c) zur bedarfsgerechten Kühlung verändert wird.
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