WO2012130267A1

WO2012130267A1 - Hybridkraftfahrzeugvorrichtung

Info

Publication number: WO2012130267A1
Application number: PCT/EP2011/006071
Authority: WO
Inventors: Claus Hofmaier
Original assignee: Daimler Ag
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-12-03
Publication date: 2012-10-04
Also published as: EP2691669A1; DE102011015376A1; CN103443487A; US20140054988A1

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.