WO2011116914A1 - Hydrostatisches hybrid-antriebssystem - Google Patents

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WO2011116914A1
WO2011116914A1 PCT/EP2011/001375 EP2011001375W WO2011116914A1 WO 2011116914 A1 WO2011116914 A1 WO 2011116914A1 EP 2011001375 W EP2011001375 W EP 2011001375W WO 2011116914 A1 WO2011116914 A1 WO 2011116914A1
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accumulator
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pressure
pressure side
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PCT/EP2011/001375
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Frank Bauer
Herbert Baltes
Peter Kloft
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Hydac Technology Gmbh
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    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/12—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hydrostatic hybrid drive system for road vehicles, with a connected to the drive train of the vehicle or connectable pump motor unit, which is controllable by a control unit in a pump or motor operation and a first, by a switching valve lockable working line with a high-pressure hydraulic accumulator and via a second working line with a low-pressure hydraulic accumulator is connected, wherein high-pressure accumulator and low-pressure accumulator are formed by a double piston accumulator, in which a high-pressure side and a low-pressure side are formed in a storage housing, each with a storage piston the fluid spaces of the
  • High pressure side and the low pressure side are separated by a central housing piece, through which extends the common piston for both accumulator piston rod.
  • hybrid drive systems are increasingly being used in automotive engineering.
  • the systems currently in use are mostly electric motor hybrids in which electrical energy obtained during braking is stored and drive energy is recovered from the stored energy in order to support the vehicle for driving and in particular for acceleration processes. This opens up the possibility for comparable performance reduce the drive power of serving as a prime mover combustion engine.
  • Such "down siz- ing" not only leads to a reduction in fuel consumption, but also opens up the possibility of allocating relevant vehicles to a lower emission class corresponding to a lower emission class.
  • hydraulic energy is stored in a hydraulic accumulator by means of a pump-motor unit in order, if necessary, to operate the pump during engine operation.
  • Motor unit to be used as drive energy.
  • Such a hydrostatic drive system with recovery of braking energy is shown in the document DE 601 18 987 T2.
  • the present invention seeks to provide a hydrostatic hybrid drive system available, which is characterized by a particularly good performance for the intended purposes operation.
  • a significant feature of the invention is that the control unit of the pump-motor unit with control fluid from the first working line via a line connection is supplied to the first working line between the pump-motor unit and the switching valve is provided. This is a reliable supply to the control unit with one for a rapid response of the control functions of the control unit ensures required control pressure, regardless of the respective operating mode.
  • a check valve is arranged, which is pressure-actuated against the first working line, that leakage fluid of the pump-motor-egg can be supplied to the second working line is and that the Leckfl uid is fed via a charge pump to the second working line.
  • the Steuerei is beauty of the pump motor-egg beauty with gefi ltertem Steuerfl uid via a Druckminderventi l with upstream Fluidfi lter supplied, which is connected to the first working line.
  • the pump-motor unit is gebied by an axial piston machine, which can be reversed by changing the pivoting angle beyond zero angle between pump and motor operation.
  • an Is supply tank is preferably connected to the gas side of the high pressure side of the double piston accumulator. Since the system of the invention, the low pressure level is constant thanks to the use of the double piston accumulator, this pressure can be adjusted by a small auxiliary memory, which is connected to the second working line and also compensates for compression losses.
  • the invention is also a double piston accumulator, which is provided in particular for use in a drive system according to one of claims 1 to 7 and having the features of claim 8.
  • FIG. 1 shows a greatly simplified symbol representation of only the hydraulic circuit of an embodiment of the drive system according to the invention without peripheral components such as control devices and vehicle-mounted mechanical components;
  • Fig. 5 shows a section corresponding to the section line Vl-Vl of
  • Fig. 4 shows the hydraulic circuit of an embodiment, wherein a pump-motor unit is denoted by 1, which is driven in the same direction of rotation by an internal combustion engine of the relevant vehicle, which, like the other vehicle parts is not shown is.
  • the pump-motor unit 1 is directly driven by the schematically indicated crankshaft 3 of the internal combustion engine.
  • the pump-motor unit 1 is an axial piston machine whose pivot angle is adjustable by means of an electro-hydraulic control unit 5 beyond a neutral zero position in both pivoting directions, so that the pump-motor unit 1 with constant rotation in pump operation and can work in engine operation.
  • the control unit 5 cooperates via an interface, not shown, with the prior art electronic engine management of the vehicle.
  • a first working line 7 On the high pressure side of the pump-motor unit 1, a first working line 7 is connected, and on the low-pressure side of the pump-motor unit 1, a second working line 9 is connected.
  • the first working line 7, as the high pressure line, and the second working line 9, as the low pressure line, together with a double piston accumulator 1 1 form a kind of hydraulic cradle in the pressurized fluid to the double piston accumulator 1 1 out and from the double piston accumulator 1 1 ago is conveyed.
  • the double piston accumulator 1 1 fulfills the functions of a high pressure accumulator and a low pressure accumulator.
  • a high-pressure accumulator piston 15 and a low-pressure accumulator piston 1 7 are slidable in a common storage housing 1 3, which are fixedly connected to each other via a common piston rod 19.
  • the piston rod 19 extends through a housing middle part 21 which separates a fluid space 23 of the high-pressure side from a fluid space 25 of the low-pressure side.
  • a reservoir 1 9 with N2 gas on the gas side 27 is connected.
  • a supply line 31 is connected to the first working line 7 for supplying control fluid supplied to a supply connection 37 via a fluid filter 33 and a pressure limiting valve 35, the control pressure level being via pressure limiting valves 39 and 41 with respect to the first working line 7 and the second working line 9 is adjustable. Between these working lines there is a check valve 43, the pressure-actuated to the first working line 7 out is apparent. In order to prevent leakage of the pump-motor unit 1, while at pivoting angle zero the system is idle befi, the first working line 7 can be blocked by a switching valve 45.
  • the leakage fluid of the pump 1 via a filter 49 with a bypass 51 and a charge pump 55 to the second working line 9 is supplied. Since the housing pressure of the pump 1 corresponds to the pressure level of the second working line 9, it is secured by a pressure limiting valve 53 for safety reasons.
  • a axial piston closed-cycle machine is used as the pump-motor unit 1, it is necessary to work with an increased low-pressure level because of the higher flow losses that occur.
  • an elevated pressure level is not allowed as the housing pressure of the pump, an additional leakage line must be provided to protect the housing seal from overloading.
  • Closed circuit pumps also require a pressure differential between the housing and low pressure side to hold the pistons to the pivot plate.
  • a small, electric motor driven charge pump 55 is arranged in a separate line 57 to compensate for the leakage by pumping to the second working line 9 out. The housing pressure is now decoupled from the low pressure level.
  • the increased low-pressure level in the second working line 9 now opens up the possibility of supplying the control unit 5 with control fluid from the second working line 9, namely via the check valve 43.
  • the pressure-limiting valve 35 in the second exemplary embodiment is located between the pump unit 1 and the switching valve 45 at 59 connected to the first working line 7, from the control is fluid via the open switching valve 45, the filter 33 and the pressure relief valve 35 to the terminal 37 can be fed.
  • the check valve 43 is closed, an increased control pressure for the control unit 5 is now available.
  • FIG. 3 to 5 illustrate a practical embodiment of the double piston accumulator 1 1
  • the storage tank 13 common to both accumulator pistons 15 and 17 has a high-pressure side housing half 63 and a low-pressure side housing half 65, which are separated from one another by a housing middle part 21.
  • the two pistons 15 and 1 7 firmly connecting piston rod 19 is passed through the central part 21 with a fluid-tight seal.
  • a displacement sensor 69 extends into an inner bore 71 of the piston rod 19 in order to provide the system with an indication of the piston position.
  • a special feature of the double-piston accumulator 1 1 is also that the central housing part 21 forms a kind of valve block on which and in which all line connections and other components are located. In the example shown, these are connections 73 and 75 for a first working line 7 and a second working line 9. Furthermore, the switching medium 45, the filter 33 and the pressure limiting valve 35, the control fluid connection 37 and pressure sensors are located in the middle part 21 of the housing 77 and 79.
  • An additional advantage over hybrid electric systems is that the system of the present invention can be easily installed in existing vehicles because the pump-motor unit 1 is mechanically coupled directly to the driveline.

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Abstract

Ein hydrostatisches Hybrid-Antriebssystem für Straßenfahrzeuge, mit einer mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges verbundenen oder verbindbaren Pumpen-Motor-Einheit (1), die mittels einer Steuereinheit (5) in einem Pump- oder Motorbetrieb steuerbar ist und über eine erste, durch ein Schaltventil (45) sperrbare Arbeitsleitung (7) mit einem Hochdruck-Hydrospeicher und über eine zweite Arbeitsleitung (9) mit einem Niederdruck-Hydrospeicher verbindbar ist, wobei Hochdruck-Hydrospeicher und Niederdruck-Hydrospeicher durch einen Doppelkolbenspeicher (11) gebildet sind, bei dem in einem Speichergehäuse (13) mit je einem Speicherkolben (15, 17) eine Hochdruckseite und eine Niederdruckseite gebildet sind, wobei die Fluidräume (23 und 25) der Hochdruckseite und der Niederdruckseite von einem Gehäusemittelstück (21) getrennt sind, durch das sich die für beide Speicherkolben (15, 17) gemeinsame Kolbenstange erstreckt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) der Pumpen-Motor-Einheit (1) mit Steuerfeld aus der ersten Arbeitsleitung (7) über einen Leitungsanschluss (59) versorgbar ist, der an der ersten Arbeitsleitung (7) zwischen der Pumpen-Motor-Einheit (1) und dem Schaltventil (45) vorgesehen ist.

Description

Hydrostatisches Hybrid-Antriebssystem
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Hybrid-Antriebssystem für Straßenfahrzeuge, mit einer mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges verbundenen oder verbindbaren Pumpen-Motor-Einheit, die mittels einer Steuereinheit in einem Pump- oder Motorbetrieb steuerbar ist und über eine erste, durch ein Schaltventil sperrbare Arbeitsleitung mit einem Hochdruck-Hydrospeicher und über eine zweite Arbeitsleitung mit einem Niederdruck-Hydrospeicher verbindbar ist, wobei Hochdruck-Hydrospeicher und Niederdruck- Hydrospeicher durch einen Doppelkolbenspeicher gebildet sind, bei dem in einem Speichergehäuse mit je einem Speicherkolben eine Hochdrucksei- te und eine Niederdruckseite gebildet sind, wobei die Fluidräume der
Hochdruckseite und der Niederdruckseite von einem Gehäusemittelstück getrennt sind, durch das sich die für beide Speicherkolben gemeinsame Kolbenstange erstreckt. Im Hinblick auf die Verknappung der Ressourcen und die zunehmende CC -Belastung der Umwelt kommen in der Fahrzeugtechnik zunehmend hybride Antriebssysteme zur Anwendung. Bei den derzeit im Einsatz befindlichen Systemen handelt es sich zumeist um elektromotorische Hybride, bei denen bei Bremsvorgängen gewonnene elektrische Energie gespeichert wird und aus der gespeicherten Energie Antriebsenergie wieder gewonnen wird, um das Fahrzeug für den Fahrbetrieb und insbesondere für Beschleunigungsvorgänge zu unterstützen. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, für vergleichbare Fahrleistungen die Antriebsleistung des als Primärantrieb dienenden Verbrennungsmotors herab zu setzen. Ein derartiges„down siz- ing" führt nicht nur zu einer Verbrauchssenkung, sondern eröffnet auch die Möglichkeit, betreffende Fahrzeuge einer einer niedrigeren Leistungsklasse entsprechenden, günstigeren Schadstoffklasse zuzuordnen.
Wegen der hohen Energiedichte und des kompakten Aufbaues hydraulischer Systeme lassen sich diese Ziele auch durch ein hydraulisches Hybridsystem erreichen. Um zusätzliches Antriebsdrehmoment auch bei niedrigen Drehzahlen und von Nulldrehzahl ausgehend für Beschleunigungsvorgänge zur Verfügung zu stellen oder um bei Bremsvorgängen die Bremswirkung zu unterstützen, wird hierbei hydraulische Energie in einem Hydrospeicher mittels einer Pumpen-Motor-Einheit gespeichert, um bei Bedarf im Motorbetrieb der Pumpen-Motor-Einheit als Antriebsenergie genutzt zu werden. Ein derartiges hydrostatisches Antriebssystem mit Rückgewinnung von Bremsenergie ist in dem Dokument DE 601 18 987 T2 aufgezeigt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Hybrid-Antriebssystem zur Verfügung zu stel- len, das sich durch ein für die vorgesehenen Einsatzzwecke besonders gutes Betriebsverhalten auszeichnet.
E findungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Antriebsystem gelöst, das die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Steuereinheit der Pumpen- Motor-Einheit mit Steuerfluid aus der ersten Arbeitsleitung über einen Lei- tungsanschluss versorgbar ist, der an der ersten Arbeitsleitung zwischen der Pumpen-Motor-Einheit und dem Schaltventil vorgesehen ist. Dadurch ist eine betriebssichere Versorgung der Steuereinheit mit einem für eine schnelle Reaktion der Steuerfunktionen der Steuereinheit erforderlichen Steuerdruck gewährleistet, unabhängig vom jeweil igen Betriebsmodus.
I n besonders vortei lhafter Weise kann hierbei vorgesehen sein, dass zwi- sehen erster und zweiter Arbeitsleitung ein Rückschlagventi l angeordnet ist, das druckbetätigt gegen die erste Arbeitsleitung hin offenbar ist, dass Leckfl uid der Pumpen-Motor-Ei nheit zu der zweiten Arbeitsleitung zuführbar ist und dass das Leckfl uid über eine Ladepumpe zu der zweiten Arbeitsleitung zuführbar ist. Dadurch lässt sich nicht nur die Leckage durch Pum- pen zur zweiten Arbeitsleitung hin ausgleichen, sondern der Druckpegel lässt sich in der über ein Druckbegrenzungsventi l abgesicherten Leitung auf einen in geeignetem Maße angehobenen Druckpegel einstellen, bei dem über das zwischen zweiter Arbeitsleitung und erster Arbeitsleitung angeordnete Rückschlagventil aus der ersten Arbeitsleitung die Versorgung der Steuereinheit mit Steuerdruck mit geeignetem Druckniveau sichergestel lt ist, auch bei Betriebszuständen, bei denen das Schaltventil geschlossen ist.
Bei vortei lhaften Ausführungsbeispielen ist die Steuerei nheit der Pumpen- Motor-Ei nheit mit gefi ltertem Steuerfl uid über ein Druckminderventi l mit vorgeschaltetem Fluidfi lter versorgbar, das an der ersten Arbeitsleitung angeschlossen ist.
Vorzugsweise ist die Pumpen-Motor-Einheit durch eine Axialkolbenmaschine gebi ldet, die durch Änderung des Schwenkwinkels über Nul lwinkel hin- aus zwischen Pumpen- und Motorbetrieb umsteuerbar ist.
Um die Druckdifferenz der Hochdruckseite des Doppelkolbenspeichers zwischen geladenem und entladenem Zustand zu verri ngern, ist vorzugsweise an der Gasseite der Hochdruckseite des Doppelkolbenspeichers ein Is -Vorratsbehälter angeschlossen. Da beim erfindungsgemäßen System der Niederdruckpegel dank der Benutzung des Doppelkolbenspeichers konstant ist, kann dieser Druck durch einen kleinen H ilfsspeicher eingestellt werden, der an der zweiten Arbeitsleitung angeschlossen ist und auch Kompressionsverluste kompensiert.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Doppelkolbenspeicher, der insbesondere für eine Benutzung bei einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen ist und der die Merkmale des Patentanspruchs 8 aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte Symboldarstellung lediglich der hydraulischen Schaltung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Antriebssystemes ohne periphere Komponenten wie Steuereinrichtungen und fahrzeugseitige mechanische Komponenten;
Fig. 2 eine grafische Darstellung des Verlaufs von Speicherdrücken; Fig. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. Vorderansicht eines Doppelkolbenspeichers des erfindungsgemäßen Systems und
Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie Vl-Vl von
Fig. 4. Die Fig. 1 zeigt die hydraulische Schaltung eines Ausführungsbeispieles, wobei eine Pumpen-Motor-Einheit mit 1 bezeichnet ist, die in gleichbleibendem Drehsinn von einem Verbrennungsmotor des betreffenden Fahrzeuges angetrieben ist, welcher, wie die übrigen Fahrzeugteile nicht darge- stellt ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Pumpen-Motor-Einheit 1 von der schematisch angedeuteten Kurbelwelle 3 des Verbrennungsmotors direkt angetrieben. Bei der Pumpen-Motor-Einheit 1 handelt es sich um eine Axialkolbenmaschine, deren Schwenkwinkel mittels einer elektrohydraulischen Steuereinheit 5 über eine neutrale Nullstellung hinaus in beide Schwenk- richtungen verstellbar ist, so dass die Pumpen-Motor-Einheit 1 bei gleichbleibendem Drehsinn im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb arbeiten kann. Die Steuereinheit 5 wirkt über eine nicht gezeigte Schnittstelle mit dem dem Stand der Technik entsprechenden elektronischen Motormanagement des Fahrzeuges zusammen.
An der Hochdruckseite der Pumpen-Motor-Einheit 1 ist eine erste Arbeitsleitung 7 angeschlossen, und an der Niederdruckseite der Pumpen-Motor- Einheit 1 ist eine zweite Arbeitsleitung 9 angeschlossen. Die erste Arbeitsleitung 7, als die Hochdruckleitung, und die zweite Arbeitsleitung 9, als die Niederdruckleitung, bilden zusammen mit einem Doppelkolbenspeicher 1 1 eine Art hydraulischer Wiege, in der Druckfluid zum Doppelkolbenspeicher 1 1 hin und vom Doppelkolbenspeicher 1 1 her förderbar ist. Der Doppelkolbenspeicher 1 1 erfüllt die Funktionen eines Hochdruckspeichers und eines Niederdruckspeichers. Zu diesem Zweck sind in einem gemeinsamen Speichergehäuse 1 3 ein Hochdruck-Speicherkolben 15 und ein Niederdruck-Speicherkolben 1 7 verschiebbar, die über eine gemeinsame Kolbenstange 19 fest miteinander verbunden sind. Die Kolbenstange 19 erstreckt sich durch ein Gehäusemittelteil 21 , das einen Fluidraum 23 der Hochdruckseite von einem Fluidraum 25 der Niederdruckseite trennt. Für die Befüllung der Gasseite 27, die an den Hochdruck-Speicherkolben 15 an- grenzt, mit Arbeitsgas, ist ein Vorratsbehälter 1 9 mit N2-Gas an der Gasseite 27 angeschlossen.
Für die Versorgung der Steuereinheit 5 mit Steuerfl uid ist eine Versorgungs- leitung 31 an der ersten Arbeitsleitung 7 angeschlossen, um über ein Fluid- fi lter 33 und ein Druckbegrenzungsventil 35 gefi ltertes Steuerfluid zu einem Versorgungsansehl uss 37 zuzuführen, wobei der Steuerdruckpegel über Druckbegrenzungsventi le 39 und 41 gegenüber der ersten Arbeitsleitung 7 bzw. der zweiten Arbeitsleitung 9 einstellbar ist. Zwischen diesen Arbeits- leitungen befindet sich ein Rückschlagventil 43, das druckbetätigt zur ersten Arbeitsleitung 7 hin offenbar ist. Um eine Leckage der Pumpen-Motor- Einheit 1 zu verhindern, während sich bei Schwenkwinkel Null das System im Leerlauf befi ndet, ist die erste Arbeitsleitung 7 durch ein Schaltventil 45 sperrbar.
Beim Betrieb eines üblichen, derartigen Antri'ebssystemes, bei dem eine erste und eine zweite Arbeitsleitung mit gesonderten Hydrospeichern verbunden sind, die ihr eigenes Arbeitsgasvolumen enthalten, sinkt der Druckpegel des Niederdruckspeichers bei ansteigendem Druckpegel des Hoch- druckspeichers, wodurch sich Schwierigkeiten für das Nachspeisen von Leckfluid der Pumpe in das System ergeben. Im Unterschied hierzu ist bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Doppelkolbenspeicher 1 1 die Summe der Fluidvolumina in Hochdruck-Fluidraum 23 und Niederdruck-Fluidraum 25 für sämtliche Kolbenstellungen immer gleich, so dass, dank der zusam- men bewegbaren Speicherkolben 1 5 und 1 7, der Druckpegel in der zweiten Arbeitsleitung 9, d. h. der Niederdruckleitung, konstant bleibt. Die Fig. 2 zeigt die entsprechenden Druckverläufe über der gespeicherten Energie bei gesonderten Hydrospeichern und bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Doppelkolbenspeicher 1 1 . Bei konstantem Druckpegel in der zweiten Arbeitsleitung 9 kann das Druckniveau auf einen optimalen Wert mittels eines angeschlossenen, kleinen Hilfs-Hydrospeichers 47 eingestellt werden, der auch Kompressionsverluste kompensiert.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 wird das Leckfluid der Pumpe 1 über ein Filter 49 mit einem Bypass 51 und über eine Ladepumpe 55 zur zweiten Arbeitsleitung 9 zugeführt. Da der Gehäusedruck der Pumpe 1 dem Druckpegel der zweiten Arbeitsleitung 9 entspricht, ist diese aus Si- cherheitsgründen über einen Druckbegrenzungsventil 53 abgesichert.
Wenn als Pumpen-Motor-Einheit 1 eine Axialkolbenmaschine für geschlossenen Kreislauf benutzt wird, muss wegen dabei auftretender höherer Strömungsverluste mit einem erhöhten Niederdruckpegel gearbeitet werden. Da ein erhöhter Druckpegel als Gehäusedruck der Pumpe aber nicht zulässig ist, muss eine zusätzliche Leckleitung vorgesehen sein, um die Gehäusedichtung vor Überlastung zu schützen. Pumpen für geschlossenen Kreislauf erfordern auch eine Druckdifferenz zwischen Gehäuse und Niederdruckseite, um die Kolben an der Schwenkplatte zu halten. Im Hinblick hierauf ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 eine kleine, elektromotorisch angetriebene Ladepumpe 55 in einer gesonderten Leitung 57 angeordnet, um durch Pumpen zur zweiten Arbeitsleitung 9 hin die Leckage auszugleichen. Der Gehäusedruck ist nunmehr vom Niederdruckpegel entkoppelt.
Durch den erhöhten Niederdruckpegel in der zweiten Arbeitsleitung 9 eröffnet sich nunmehr die Möglichkeit, die Steuereinheit 5 mit Steuerfluid aus der zweiten Arbeitsleitung 9 zu versorgen, nämlich über das Rückschlagventil 43. Zu diesem Zweck ist das Druckbegrenzungsventil 35 beim zwei- ten Ausführungsbeispiel zwischen der Pumpeneinheit 1 und dem Schaltventil 45 bei 59 an der ersten Arbeitsleitung 7 angeschlossen, von der Steu- erfluid über das geöffnete Schaltventil 45, den Filter 33 und das Druckbegrenzungsventil 35 zum Anschluss 37 zuführbar ist. Bei geschlossenem Rückschlagventil 43 steht nun ein erhöhter Steuerdruck für die Steuereinheit 5 zur Verfügung.
Die Fig. 3 bis 5 verdeutlichen eine praktische Ausführungsform des Doppelkolbenspeichers 1 1 , dessen für beide Speicherkolben 15 und 1 7 gemeinsames Speichergehäuse 13 eine hochdruckseitige Gehäusehälfte 63 und eine niederdruckseitige Gehäusehälfte 65 aufweist, die durch ein Ge- häusemittelteil 21 voneinander getrennt sind. Die die beiden Kolben 15 und 1 7 fest miteinander verbindende Kolbenstange 19 ist durch das Mittelteil 21 mit fluiddichter Abdichtung hindurchgeführt. Vom offenen Ende 67 der niederdruckseitigen Gehäusehälfte 65 erstreckt sich ein Wegaufnehmer 69 in eine Innenbohrung 71 der Kolbenstange 19, um für das System eine Anzeige der Kolbenstellung zu liefern.
Eine Besonderheit des Doppelkolbenspeichers 1 1 besteht auch darin, dass das Gehäusemittelteil 21 eine Art Ventilblock bildet, an dem und in dem sich sämtliche Leitungsanschlüsse und weitere Komponenten befinden. Beim gezeigten Beispiel handelt es sich hierbei um Anschlüsse 73 und 75 für eine erste Arbeitsleitung 7 bzw. eine zweite Arbeitsleitung 9. Des weiteren befinden sich im Gehäusemittelteil 21 das Schaltventil 45, das Filter 33 und das Druckbegrenzungsventil 35, der Steuerfluid-Anschluss 37 sowie Drucksensoren 77 und 79.
Ein zusätzlicher Vorteil gegenüber elektrischen Hybridsystemen besteht darin, dass sich das erfindungsgemäße System ohne Schwierigkeiten in existierende Fahrzeuge einbauen lässt, weil die Pumpen-Motor-Einheit 1 unmittelbar mit dem Antriebsstrang mechanisch koppelbar ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Hydrostatisches Hybrid-Antriebssystem für Straßenfahrzeuge, mit einer mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges verbundenen oder verbindbaren Pumpen-Motor-Einheit (1 ), die mittels einer Steuereinheit (5) in einem Pump- oder Motorbetrieb steuerbar ist und über eine erste, durch ein Schaltventil (45) sperrbare Arbeitsleitung (7) mit einem Hochdruck- Hydrospeicher und über eine zweite Arbeitsleitung (9) mit einem Nie- derdruck-Hydrospeicher verbindbar ist, wobei Hochdruck- Hydrospeicher und Niederdruck-Hydrospeicher durch einen Doppelkolbenspeicher (1 1 ) gebildet sind, bei dem in einem Speichergehäuse (1 3) mit je einem Speicherkolben (15, 17) eine Hochdruckseite und eine Niederdruckseite gebildet sind, wobei die Fluidräume (23 und 25) der Hochdruckseite und der Niederdruckseite von einem Gehäusemittelstück (21 ) getrennt sind, durch das sich die für beide Speicherkolben (15, 1 7) gemeinsame Kolbenstange erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) der Pumpen-Motor-Einheit (1) mit Steuerfluid aus der ersten Arbeitsleitung (7) über einen Leitungsanschluss (59) versorgbar ist, der an der ersten Arbeitsleitung (7) zwischen der Pumpen- Motor-Einheit (1) und dem Schaltventil (45) vorgesehen ist.
Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen erster (7) und zweiter Arbeitsleitung (9) ein Rückschlagventil (43) angeordnet ist, das druckbetätigt gegen die erste Arbeitsleitung (7) hin offenbar ist, dass Leckfluid der Pumpen-Motor-Einheit (1 ) zu der zweiten Arbeitsleitung (9) zuführbar ist und dass das Leckfluid über eine Ladepumpe (55) zu der zweiten Arbeitsleitung (9) zuführbar ist. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) der Pumpen-Motor-Einheit (1) mit gefiltertem Steu- erfluid über ein Druckminderventil (35) mit vorgeschaltetem Fluidfilter (33) versorgbar ist, das über den Leitungsanschluss (59) an der ersten Arbeitsleitung (7) angeschlossen ist.
Antriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen-Motor-Einheit (1) durch eine Axialkolbenmaschine gebildet ist, die durch Änderung des Schwenkwinkels über Nullwinkel hinaus zwischen Pumpen- und Motorbetrieb umsteuerbar ist.
Antriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gasseite (27) der Hochdruckseite des Doppelkolbenspeichers (1 1 ) ein N2-Vorratsbeh älter (29) angeschlossen ist.
Antriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Arbeitsleitung (9) ein Hilfs- Hydrospeicher (47) angeschlossen ist.
Antriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Arbeitsleitung (9) durch ein Druckbegrenzungsventil (53) abgesichert ist.
Doppelkolbenspeicher, der insbesondere für eine Benutzung bei einem Antriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche vorgesehen ist, bei dem in einem gemeinsamen Speichergehäuse (13) mit je einem Speicherkolben (1 5, 1 7) eine Hochdruckseite und eine Niederdruckseite gebildet sind, wobei die Fluidräume (25, 27) der Hochdruckseite und der Niederdruckseite von einem Gehäusemittelstück (21 ) getrennt sind, durch das sich die für beide Speicherkolben (15, 17) gemeinsame Kolbenstange (19) erstreckt, und wobei das Gehäusemittelstück (21) durch einen Venti lblock gebildet ist, der hydraulische Komponenten wie bei- spielsweise Schaltventil (45) , Druckminderventil (35), Drucksensoren (77, 79) und/oder Fluidfilter (33) enthält.
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