WO2017050402A1 - Betriebsmittelsystem für einen kraftfahrzeugantriebsstrang - Google Patents

Betriebsmittelsystem für einen kraftfahrzeugantriebsstrang Download PDF

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WO2017050402A1
WO2017050402A1 PCT/EP2016/001136 EP2016001136W WO2017050402A1 WO 2017050402 A1 WO2017050402 A1 WO 2017050402A1 EP 2016001136 W EP2016001136 W EP 2016001136W WO 2017050402 A1 WO2017050402 A1 WO 2017050402A1
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line
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electric motor
operating medium
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Florian Holz
Thomas Krais
Markus Rossmeier
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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Publication date
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    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0206—Layout of electro-hydraulic control circuits, e.g. arrangement of valves

Definitions

  • the invention relates to an operating system for a motor vehicle drive train.
  • a motor vehicle driveline comprising a dry sump pump arranged to provide a fluid pressure in a first fluid line, an auxiliary pump provided to provide fluid pressure in a second fluid line, and at least one electric motor provided for the dry sump pump and to drive the auxiliary pump at the same time, known.
  • the invention is in particular the object of providing a cost-effective and / or simple operating system for a motor vehicle drive train. It is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • the invention is based on a resource system for a
  • a motor vehicle driveline having a dry sump pump arranged to provide an operating medium pressure in a first operating line, having an auxiliary pump arranged to provide an operating medium pressure in a second operating line, and having at least one electric motor provided thereon, the dry sump pump and the To drive auxiliary pump at the same time.
  • the resource system at least one
  • Has hydraulic section which is provided to automatically switch depressurized in a reversal of the direction of rotation of the electric motor, the second resource line.
  • a hydraulic section is provided to at a reversal of the direction of
  • Electric motor the second resource line to independently depressurize, can a constructionally simple design can be realized in mechanical and electrical terms.
  • By the dry sump pump and the additional pump are driven by an electric motor at the same time, can be dispensed with an additional electric motor. Overall, a cost effective and easy
  • Operating system can be realized for a motor vehicle powertrain.
  • the term "simultaneously driving” is to be understood as meaning that the dry sump pump and the auxiliary pump can only be driven together, in particular, it is not intended to decouple the auxiliary pump and / or the dry sump pump mechanically from the electric motor, for example by means of a clutch or
  • a "hydraulic section” is to be understood as meaning, in particular, a subsection of the operating system which is intended to assume a specific control and / or regulating function, as in this connection the independent pressureless switching of the second operating line.
  • the hydraulic section has a
  • Resource line which is intended to connect a departure and an input of the auxiliary pump with each other, and a in the operating line
  • the "input" and the "outlet” of the additional pump should be assigned in particular the positive direction of rotation of the electric motor, the assignment of "input”, "outlet” and “positive direction” is initially a pure name, which primarily serves a unique name If the electric motor is operated with the positive direction of rotation, the auxiliary pump sucks in operating medium via the input and discharges the operating medium via the outgoing air outlet Entrance from.
  • the hydraulic section preferably has a hydraulic rectifier for the dry sump pump, which has a control input connected to the auxiliary pump. This allows the different equipment pressures, which the
  • Rectifier can be used, whereby the dry sump pump in both
  • the rectifier can be structurally particularly simple design. By eliminating the need for electrical control costs can be kept low. In addition, a small space requirement can be achieved. Alternatively, another embodiment of the rectifier is conceivable. For example, the hydraulic
  • Rectifier also have four check valves, which can be dispensed with a control line between the auxiliary pump and the rectifier.
  • an electrically controllable rectifier is conceivable.
  • the resource system for supplying an automatic transmission with resources is provided.
  • the operating system which is provided to the supply of an automatic transmission with resources, a main pump, wherein the main pump is driven by a prime mover of the motor vehicle drive train and a main supply of the automatic transmission is used with resources.
  • the auxiliary pump can advantageously only be operated if one
  • Supply of the automatic transmission with resources through the main pump can not or can not be sufficient.
  • a motor vehicle driveline comprising a dry sump pump arranged to provide a fluid pressure in a first fluid line, an auxiliary pump provided to provide fluid pressure in a second fluid line, and at least one electric motor provided for the dry sump pump and driving the auxiliary pump at the same time, and having at least one hydraulic section having a service line, which is intended to connect an outlet and an inlet of the auxiliary pump with each other, and having a valve disposed in the operating medium solenoid valve.
  • FIG. 1 shows an operating system for a motor vehicle drive train, with a
  • Dry sump pump an additional pump and at least one
  • Hydraulic section which is intended to automatically depressurize the second operating medium line at a reversal of the direction of rotation of the electric motor
  • At least one hydraulic section having a service line, which is intended to connect an outlet and an input of a booster pump with each other, and the one in the operating line
  • solenoid valve which is provided for the depressurization of the operating medium line.
  • Figure 1 shows an embodiment of an operating system for a
  • the motor vehicle drive train not shown in detail comprises, for example, a drive machine and an automatic transmission connected to the drive machine.
  • the automatic transmission includes, for example, a gear set and gear shift elements for switching different gears or gears.
  • the drive train may have a clutch that is connected upstream of the automatic transmission. It is also conceivable that the drive train another
  • the operating system comprises at least one control circuit 22a, which is provided for driving, for example, the clutch and the transmission shift elements, and at least one lubrication and / or cooling circuit 23a, which is provided for example for lubricating and / or cooling the clutch and / or the gear set.
  • the resource system further includes a dry sump 24a, a dry sump pump 10a, a suction space 25a and an auxiliary pump 12a. Under the dry sump 24a is a collection area for equipment in particular from the lubrication and
  • the dry sump 24a is located in the space of the transmission gears.
  • the dry sump pump 0a serves the
  • the suction chamber 25a is used for storing the operating medium, which can be supplied to the control circuit 22a and the lubricating and / or cooling circuit 23a.
  • the suction space 25a is the gear space surrounding the electro-hydraulic transmission control block.
  • the intake chamber 25a may also be another subspace of the automatic transmission.
  • the resource is preferably an oil.
  • the operating system preferably comprises at least one control valve 26a, which is provided to derive at least one control pressure for the at least one control circuit 22a from an operating medium pressure. Furthermore, the operating system preferably has at least one control valve 27a, which is provided to derive from an operating medium pressure a lubricating and / or cooling pressure for the lubricating and / or cooling circuit 23a.
  • the operating medium pressure, from which the control pressure is derived is provided depending on the operating situation of the main pump, not shown, of the main pump and the auxiliary pump or only by the auxiliary pump 12a.
  • the fluid pressure from which the lubrication and / or cooling pressure is derived may be the control pressure, the fluid pressure provided by the booster pump 12a, and / or the main pump, or other fluid pressure.
  • a combination in which lubricating and / or cooling pressure is derived from the at least one control pressure 26a and the operating medium pressure provided by the dry sump pump 10a is also conceivable.
  • the operating system has a second operating line 13a, which for the supply of the control circuit 22a and the lubricating and / or cooling circuit 23a with resources and a first resource line 11a for the return of Operating means are provided from the dry sump 24a in the suction chamber 25a.
  • the resource line 1 1 a is connected to the dry sump pump 10a.
  • Resource pressure in the resource line 11a is provided by the dry sump pump 10a.
  • the operating medium line 13a is connected to the auxiliary pump 12a and to a main pump (not shown) driven by the engine
  • the resource line 11a leads in the illustrated embodiment in the suction chamber 25a. In principle, other embodiments are conceivable.
  • the operating system includes an electric motor 14a provided to drive the dry sump pump 10a and the auxiliary pump 12a simultaneously.
  • Electric motor 14a comprises an output shaft 28a, to which the dry sump pump 10a and the auxiliary pump 12a are connected.
  • the dry sump pump 10a and the auxiliary pump 12a are firmly connected to the output shaft 28a.
  • a unit which is intended to separate a mechanical connection between the output shaft 28a, the dry sump pump 10a and the auxiliary pump 12a, such as a clutch or a freewheel, is dispensed with. Basically, that can
  • the electric motor 14a is provided for reversing the direction of rotation.
  • Operating system comprises a hydraulic section 15a, which is provided to independently depressurize the second operating line 33a when the direction of rotation of the electric motor 14a reverses.
  • the dry sump pump 10 a and the auxiliary pump 12 a are arranged in the hydraulic section 15 a.
  • the two operating lines 11a, 13a directly adjoin the hydraulic section 15a.
  • the hydraulic section 15a comprises a suction line 29a for the dry sump pump 10a and a suction line 30a for the auxiliary pump 12a.
  • the suction lines 29a, 30a each have a suction filter 31a, 32a.
  • the auxiliary pump 12a includes a
  • Input 18a which is connected to the suction line 30a, and an outlet 17a.
  • the hydraulic section 15a has a service line 33a, which is connected to the outlet 17a of the auxiliary pump 12a. Does the electric motor 14a a positive
  • the auxiliary pump 12a sucks on the suction line 30a resources and provides their resource pressure at the outlet 17a ready. If the electric motor 14a has a negative direction of rotation, the auxiliary pump 12a sucks in operating means via the outlet 17a and discharges it via the inlet 18a.
  • the hydraulic section 15a has a service line 16a which is provided to connect the outlet 17a and the inlet 18a of the auxiliary pump 12a to one another. Furthermore, the hydraulic section 15a has a non-return valve 19a arranged in the operating line 16a, which is intended to open or close in dependence on a direction of rotation of the electric motor 14a.
  • Power line 16a connects the outlet 17a and the inlet 18a of the
  • the check valve 19a has an opening direction which corresponds to an increase in pressure at the inlet 18a. If the electric motor 14a is operated with the positive direction of rotation, the auxiliary pump 12a builds up a pressure at the outlet 17a. The check valve 19a is closed when the electric motor 14a is operated in the positive direction of rotation. The auxiliary pump 12a promotes resources from the
  • Booster pump 12a on a negative pressure at the outlet 17a.
  • the check valve 19a is opened, 34a is closed when the electric motor 14a with the negative
  • the auxiliary pump 12a conveys the operating medium via the operating line 16a from the outlet 17a to the inlet 18a.
  • Operating medium pressure in the operating line 33a, which is followed by the second operating line 13a, depends in particular on flow resistances
  • the hydraulic section 15a has a further non-return valve 34a, which prevents the operating medium from flowing back from the operating line 13a into the operating line 33a adjoining the outlet 17a.
  • Check valve 34a has a spring element 39a, which defines a minimum pressure which is necessary for opening the further check valve 34a. If the electric motor 14a operated with the negative direction of rotation, which is on the
  • Check valve 34 a applied operating medium pressure is less than the minimum pressure required to open the check valve 34 a.
  • the hydraulic section 15a has a hydraulic rectifier 20a.
  • the dry sump pump 10a has an inlet 35a and an outlet 36a.
  • the dry sump pump 10a sucks the operating medium via the inlet 35a and discharges the operating medium via the outlet 36a.
  • the electric motor 14a is operated in the negative rotational direction, the dry sump pump 10a sucks the operating medium via the outlet 36a and discharges the operating medium via the inlet 35a.
  • the rectifier 20a connects the input 35a of the dry sump pump 10a to the suction line 29a and the outlet 36a to the service line 1a when the electric motor 14a is operated in the positive direction of rotation. When the electric motor 14a is operated in the negative rotational direction, the rectifier 20a connects the outlet 36a of the dry sump pump 10a to the suction pipe 29a and the inlet 35a to the service pipe 11a.
  • the rectifier 20a includes a 4/2-way valve 37a.
  • the 4/2-way valve 37a comprises a first switching position, in which the input 35a is connected to the suction line 29a and the outlet 36a to the service line 1a, and a second
  • the 4/2-way valve 37a is pressure-controlled. It includes a control volume not shown in detail and a
  • Control volume counteracting spring element 39a If the control volume is acted upon by an operating medium pressure which is greater than a spring force provided by the spring element 39a, the 4/2-way valve 37a is switched to the first switching position. If the control volume 38a depressurized, the 4/2-way valve 37a is switched to the second switching position.
  • the rectifier 20a comprises a control input 21a, which is connected to the auxiliary pump 12a.
  • the hydraulic section 15a comprises a control line 40a, which connects the outlet 17a of the auxiliary pump 12a to the control input 21a of the rectifier 20a. If the electric motor 14a is operated with the positive direction of rotation, the rectifier 20a is switched into the first switching position by the operating medium pressure.
  • the dry sump pump 10a provides a resource pressure in the first resource line 11a.
  • the Booster pump 12a provides a fluid pressure in second fluid line 13a. If the electric motor 14a is operated with the negative direction of rotation, the further check valve 34a is closed and the rectifier 20a is switched to the second switching position. The dry sump pump 10a continues to provide
  • Embodiment has. The following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, wherein reference can be made to the description of the embodiment of FIG. 1 with regard to components, features and functions that remain the same. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of
  • Embodiment in Figure 1 replaced by the letter b in the reference numerals of the embodiment of Figure 2.
  • Figure 2 shows an operating system for a motor vehicle powertrain, with a dry sump pump 10b, which is intended to provide an operating medium pressure in a first resource line 1 1 b, with an auxiliary pump 12 b, which is intended to provide an operating medium pressure in a second operating line 13 b, and with an electric motor 14b provided for
  • the operating system comprises a hydraulic section 15b having a service line 6b provided to connect an outlet 17b and an inlet 18b of the auxiliary pump 12b.
  • the hydraulic section 15b has a solenoid valve 41b arranged in the operating line 16b. If the solenoid valve 41b is opened, the inlet 18b and the outlet 17b of the auxiliary pump 12b are hydraulically connected to each other via the operating medium line 16b.
  • the powertrain includes a control and regulating unit 42b, which is provided to control the electric motor 14b and the solenoid valve 41b.
  • Control unit 42b comprises at least one electronic control unit.
  • the control unit comprises a processor unit and a memory unit as well as a memory unit stored operating program.
  • the control and / or regulating unit 42b may comprise a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with each other via a bus system, such as, in particular, a CAN bus system. Is the solenoid valve 41 b open, promotes the
  • Booster pump 12b the resource through the resource line 16b back to the input 18b.
  • the hydraulic section 15b has an outlet 17b of the
  • Booster pump connected to the operating line 33b, which is largely depressurized when the solenoid valve 41 b is open.
  • the hydraulic section 15b has analogous to that
  • a further check valve 34b which opens when the auxiliary pump 12b builds up a working fluid pressure.
  • a rectifier for the dry sump pump 10b and the reversal of the direction of rotation of the electric motor 14b can be omitted in this embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Trockensumpfpumpe (10a), die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer ersten Betriebsmittelleitung (11a) bereitzustellen, mit einer Zusatzpumpe (12a), die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer zweiten Betriebsmittelleitung (13a) bereitzustellen, und mit zumindest einem Elektromotor (14a), der dazu vorgesehen ist, die Trockensumpf pumpe (10a) und die Zusatzpumpe (12a) gleichzeitig anzutreiben, sowie mit zumindest einem Hydraulikabschnitt (15a), der dazu vorgesehen ist, bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors (14a) die zweite Betriebsmittelleitung (33a) selbstständig drucklos zu schalten.

Description

Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
Die Erfindung betrifft ein Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang.
Aus der DE 10 2012 220 742 A1 ist bereits ein Betriebsmittelsystem für einen
Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Trockensumpfpumpe, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer ersten Betriebsmittelleitung bereitzustellen, mit einer Zusatzpumpe, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer zweiten Betriebsmittelleitung bereitzustellen, und mit zumindest einem Elektromotor, der dazu vorgesehen ist, die Trockensumpfpumpe und die Zusatzpumpe gleichzeitig anzutreiben, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und/oder einfaches Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Betriebsmittelsystem für einen
Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Trockensumpfpumpe, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer ersten Betriebsmittelleitung bereitzustellen, mit einer Zusatzpumpe, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer zweiten Betriebsmittelleitung bereitzustellen, und mit zumindest einem Elektromotor, der dazu vorgesehen ist, die Trockensumpfpumpe und die Zusatzpumpe gleichzeitig anzutreiben.
Es wird vorgeschlagen, dass das Betriebsmittelsystem zumindest einen
Hydraulikabschnitt aufweist, der dazu vorgesehen ist, bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors die zweite Betriebsmittelleitung selbstständig drucklos zu schalten. Indem ein Hydraulikabschnitt dazu vorgesehen ist, bei einer Drehrichtungsumkehr des
Elektromotors die zweite Betriebsmittelleitung selbstständig drucklos zu schalten, kann eine in mechanischer und elektrischer Hinsicht konstruktiv einfache Ausgestaltung realisiert werden. Indem die Trockensumpfpumpe und die Zusatzpumpe durch einen Elektromotor gleichzeitig angetrieben werden, kann auf einen zusätzlichen Elektromotor verzichtet werden. Insgesamt kann ein kostengünstiges und einfaches
Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang realisiert werden. Unter „gleichzeitig antreiben" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Trockensumpfpumpe und die Zusatzpumpe lediglich gemeinsam angetrieben werden können. Insbesondere ist es nicht vorgesehen, die Zusatzpumpe und/oder die Trockensumpfpumpe mechanisch von dem Elektromotor zu entkoppeln, beispielsweise durch eine Kupplung oder einen Freilauf. Unter einem„Hydraulikabschnitt" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teilabschnitt des Betriebsmittelsystems verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, eine bestimmte Steuer- und/oder Regelfunktion zu übernehmen, wie in diesem Zusammenhang das selbständige drucklos Schalten der zweiten Betriebsmittelleitung. Unter„selbstständig" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Hydraulikabschnitt frei von elektrisch steuerbaren hydraulischen Komponenten, wie beispielsweise einem Magnetschaltventil oder einem Magnetregelventil ist. Insbesondere soll darunter verstanden werden, dass der Hydraulikabschnitt nur selbstständig hydraulisch schaltende Komponenten aufweist, wie beispielsweise druck- und/oder volumenstromgesteuerte Ventile. Unter„dazu vorgesehen, drucklos zu schalten" soll insbesondere verstanden werden, dass der Hydraulikabschnitt dazu vorgesehen ist, eine Versorgung der Betriebsmittelleitung mit Betriebsmittel abzuschalten, wodurch sich ein Betriebsmitteldruck in der
Betriebsmittelleitung selbstständig abbaut, sofern die Betriebsmitteleitung gegen ein Reservoir geöffnet ist. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist der Hydraulikabschnitt eine
Betriebsmittelleitung auf, die dazu vorgesehen ist, einen Abgang und einen Eingang der Zusatzpumpe miteinander zu verbinden, und ein in der Betriebsmittelleitung
angeordnetes Rückschlagventil, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit einer
Drehrichtung des Elektromotors zu öffnen oder zu schließen. Durch eine solche
Anordnung kann erreicht werden, dass bei einer negativen Drehrichtung des
Elektromotors der Eingang und der Abgang der Zusatzpumpe direkt hydraulisch miteinander verbunden sind, wodurch die Zusatzpumpe lediglich einen geringen
Betriebsmitteldruck aufbaut. Wird der Elektromotor nach einer Drehrichtungsumkehr mit einer positiven Drehrichtung betrieben, sperrt das Rückschlagventil die
Betriebsmittelleitung und die Zusatzpumpe kann in der zweiten Betriebsmittelleitung einen Betriebsmitteldruck aufbauen. Der„Eingang" und der„Abgang" der Zusatzpumpe sollen dabei insbesondere der positiven Drehrichtung des Elektromotors zugeordnet werden, wobei die Zuordnung von„Eingang",„Abgang" und„positiver Drehrichtung" zunächst eine reine Benennung ist, die vorrangig einer eindeutigen Bezeichnung dient. Wird der Elektromotor mit der positiven Drehrichtung betrieben, saugt die Zusatzpumpe über den Eingang Betriebsmittel an und gibt das Betriebsmittel über den Abgang ab. Wird der Elektromotor mit der negativen Drehrichtung betrieben, saugt die Zusatzpumpe über den Abgang Betriebsmittel an und gibt das Betriebsmittel über den Eingang ab.
Vorzugsweise weist der Hydraulikabschnitt einen hydraulischen Gleichrichter für die Trockensumpfpumpe auf, der einen an die Zusatzpumpe angebundenen Steuereingang aufweist. Dadurch können die unterschiedlichen Betriebsmitteldrücke, welche die
Zusatzpumpe in Abhängigkeit der Drehrichtung erzeugt, zur Ansteuerung des
Gleichrichters benutzt werden, wodurch die Trockensumpfpumpe in beiden
Drehrichtungen einen Betriebsmittelstrom bereitstellen kann. Der Gleichrichter kann dadurch konstruktiv besonders einfach ausgebildet werden. Indem auf eine elektrische Ansteuerung verzichtet werden kann, können Kosten niedrig gehalten werden. Zudem kann ein geringer Bauraumbedarf erreicht werden. Alternativ ist auch eine andere Ausgestaltung des Gleichrichters denkbar. Beispielsweise kann der hydraulische
Gleichrichter auch vier Rückschlagventile aufweisen, wodurch auf eine Steuerleitung zwischen der Zusatzpumpe und dem Gleichrichter verzichtet werden kann. Alternativ ist aber auch ein elektrisch steuerbarer Gleichrichter denkbar.
Bevorzugt ist das Betriebsmittelsystem zur Versorgung eines Automatikgetriebes mit Betriebsmittel vorgesehen.
Besonders bevorzugt weist das Betriebsmittelsystem, welches der Versorgung eines Automatikgetriebes mit Betriebsmittel vorgesehen ist, eine Hauptpumpe auf, wobei die Hauptpumpe von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugantriebsstrangs angetrieben wird und einer Hauptversorgung des Automatikgetriebes mit Betriebsmittel dient. Dadurch kann die Zusatzpumpe vorteilhaft lediglich nur dann betrieben werden, wenn eine
Versorgung des Automatikgetriebes mit Betriebsmittel durch die Hauptpumpe nicht oder nicht ausreichend erfolgen kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
In der Figurenbeschreibung und den Figuren ist ein zweites Ausführungsbeispiel enthalten, welches grundsätzlich unabhängig von der Erfindung ist. Das weitere
Ausführungsbeispiel betrifft ein Betriebsmittelsystem für einen
Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Trockensumpfpumpe, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer ersten Betriebsmittelleitung bereitzustellen, mit einer Zusatzpumpe, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer zweiten Betriebsmittelleitung bereitzustellen, und mit zumindest einem Elektromotor, der dazu vorgesehen ist, die Trockensumpfpumpe und die Zusatzpumpe gleichzeitig anzutreiben, sowie mit zumindest einem Hydraulikabschnitt, der eine Betriebsmittelleitung aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Abgang und einen Eingang der Zusatzpumpe miteinander zu verbinden, und ein in der Betriebsmittelleitung angeordnetes Magnetventil aufweist.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer
Trockensumpfpumpe, einer Zusatzpumpe und zumindest einem
Hydraulikabschnitt, der dazu vorgesehen ist, bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors die zweite Betriebsmittelleitung selbstständig drucklos zu schalten, und
Fig. 2 ein Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit
zumindest einem Hydraulikabschnitt, der eine Betriebsmittelleitung aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Abgang und einen Eingang einer Zusatzpumpe miteinander zu verbinden, und der ein in der Betriebsmittelleitung
angeordnetes Magnetventil aufweist, das für die Drucklosschaltung der Betriebsmittelleitung vorgesehen ist.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Betriebsmittelsystems für einen
Kraftfahrzeugantriebsstrang. Der nicht näher dargestellte Kraftfahrzeugantriebsstrang umfasst beispielsweise eine Antriebsmaschine und ein an die Antriebsmaschine angebundenes Automatikgetriebe. Das Automatikgetriebe umfasst beispielsweise einen Zahnradsatz und Getriebeschaltelemente zur Schaltung unterschiedlicher Getriebegänge oder Fahrstufen. Der Antriebsstrang kann eine dem Automatikgetriebe vorgeschaltete Kupplung aufweisen. Auch ist es denkbar, dass der Antriebsstrang eine weitere
Antriebsmaschine aufweist, die für einen Hybridantrieb vorgesehen ist. Das Betriebsmittelsystem umfasst zumindest einen Steuerkreis 22a, der zur Ansteuerung beispielsweise der Kupplung und der Getriebeschaltelemente vorgesehen ist, und zumindest einen Schmier- und/oder Kühlkreis 23a, der beispielsweise zur Schmierung und/oder Kühlung der Kupplung und/oder des Zahnradsatzes vorgesehen ist. Das Betriebsmittelsystem umfasst weiter einen Trockensumpf 24a, eine Trockensumpfpumpe 10a, einen Ansaugraum 25a und eine Zusatzpumpe 12a. Unter dem Trockensumpf 24a wird ein Sammelbereich für Betriebsmittel insbesondere aus der Schmierung und
Kühlung des Automatikgetriebes verstanden. Der Trockensumpf 24a befindet sich im Raum der Getriebezahnräder. Die Trockensumpfpumpe 0a dient dazu, den
Betriebsmittelstand im Trockensumpf 24a so niedrig zu halten, dass die
Getriebezahnräder nicht oder zumindest weniger stark im Betriebsmittel planschen, wodurch vorteilhaft Planschverluste vermieden oder reduziert werden können. Der Ansaugraum 25a dient zur Bevorratung von dem Betriebsmittel, welches dem Steuerkreis 22a und dem Schmier- und/oder Kühlkreis 23a zugeführt werden kann. Der Ansaugraum 25a ist der den elektro-hydraulischen Getriebesteuerblock umgebende Getrieberaum. Der Ansaugraum 25a kann aber auch ein anderer Teilraum des Automatikgetriebes sein. Das Betriebsmittel ist vorzugsweise ein Öl.
Das Betriebsmittelsystem umfasst vorzugsweise zumindest ein Steuerventil 26a, welches dazu vorgesehen ist, aus einem Betriebsmitteldruck zumindest einen Steuerdruck für den zumindest einen Steuerkreis 22a abzuleiten. Weiter weist das Betriebsmittelsystem vorzugsweise zumindest ein Steuerventil 27a auf, welches dazu vorgesehen ist, aus einem Betriebsmitteldruck einen Schmier- und/oder Kühldruck für den Schmier- und/oder Kühlkreis 23a abzuleiten. Der Betriebsmitteldruck, aus dem der Steuerdruck abgeleitet wird, wird je nach Betriebssituation von der nicht dargestellten Hauptpumpe, von der Hauptpumpe und der Zusatzpumpe oder nur von der Zusatzpumpe 12a bereitgestellt. Der Betriebsmitteldruck, aus dem der Schmier- und/oder Kühldruck abgeleitet wird, kann der Steuerdruck, der von der Zusatzpumpe 12a und/oder der Hauptpumpe bereitgestellte Betriebsmitteldruck oder ein sonstiger Betriebsmitteldruck sein. Auch eine Kombination, bei der Schmier- und/oder Kühldruck aus dem zumindest einen Steuerdruck 26a und dem von der Trockensumpfpumpe 10a bereitgestellten Betriebsmitteldruck abgeleitet wird, ist denkbar.
Das Betriebsmittelsystem weist eine zweite Betriebsmittelleitung 13a auf, die für die Versorgung des Steuerkreises 22a und des Schmier- und/oder Kühlkreises 23a mit Betriebsmittel sowie eine erste Betriebsmittelleitung 11a zur Rückführung von Betriebsmittel aus dem Trockensumpf 24a in den Ansaugraum 25a vorgesehen sind. Die Betriebsmittelleitung 1 1 a ist an die Trockensumpfpumpe 10a angebunden. Ein
Betriebsmitteldruck in der Betriebsmittelleitung 11 a wird von der Trockensumpfpumpe 10a bereitgestellt. Die Betriebsmittelleitung 13a ist an die Zusatzpumpe 12a sowie an eine von der Antriebsmaschine angetriebene nicht dargestellte Hauptpumpe
angebunden. Die Betriebsmittelleitung 11a führt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in den Ansaugraum 25a. Grundsätzlich sind auch andere Ausgestaltungen denkbar.
Das Betriebsmittelsystem umfasst einen Elektromotor 14a, der dazu vorgesehen ist, die Trockensumpfpumpe 10a und die Zusatzpumpe 12a gleichzeitig anzutreiben. Der
Elektromotor 14a umfasst eine Abtriebswelle 28a, an welche die Trockensumpfpumpe 10a und die Zusatzpumpe 12a angebunden sind. Die Trockensumpfpumpe 10a und die Zusatzpumpe 12a sind fest an die Abtriebswelle 28a angebunden. Auf eine Einheit, die dazu vorgesehen ist, eine mechanische Verbindung zwischen der Abtriebswelle 28a, der Trockensumpfpumpe 10a und der Zusatzpumpe 12a zu trennen, wie beispielsweise eine Kupplung oder ein Freilauf, wird verzichtet. Grundsätzlich kann das
Pumpenantriebssystem ein oder mehrere Getriebe aufweisen, die ein geeignetes
Übersetzungsverhältnis zwischen dem Elektromotor 14a, der Trockensumpfpumpe 10a und der Zusatzpumpe 12a einstellen.
Der Elektromotor 14a ist für eine Drehrichtungsumkehr vorgesehen. Das
Betriebsmittelsystem umfasst einen Hydraulikabschnitt 15a, der dazu vorgesehen ist, bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 14a die zweite Betriebsmittelleitung 33a selbstständig drucklos zu schalten. Die Trockensumpf pumpe 10a und die Zusatzpumpe 12a sind in dem Hydraulikabschnitt 15a angeordnet. Die zwei Betriebsmittelleitungen 11a, 13a schließen unmittelbar an den Hydraulikabschnitt 15a an.
Der Hydraulikabschnitt 15a umfasst eine Ansaugleitung 29a für die Trockensumpfpumpe 10a und eine Ansaugleitung 30a für die Zusatzpumpe 12a. Die Ansaugleitungen 29a, 30a weisen jeweils einen Saugfilter 31a, 32a auf. Die Zusatzpumpe 12a umfasst einen
Eingang 18a, der mit der Ansaugleitung 30a verbunden ist, und einen Abgang 17a. Der Hydraulikabschnitt 15a weist eine Betriebsmittelleitung 33a auf, die an den Abgang 17a der Zusatzpumpe 12a angebunden ist. Weist der Elektromotor 14a eine positive
Drehrichtung auf, saugt die Zusatzpumpe 12a über die Ansaugleitung 30a Betriebsmittel an und stellt ihren Betriebsmitteldruck an dem Abgang 17a bereit. Weist der Elektromotor 14a eine negative Drehrichtung auf, saugt die Zusatzpumpe 12a über den Abgang 17a Betriebsmittel an und gibt es über den Eingang 18a ab. Der Hydraulikabschnitt 15a weist eine Betriebsmittelleitung 16a auf, die dazu vorgesehen ist, den Abgang 17a und den Eingang 18a der Zusatzpumpe 12a miteinander zu verbinden. Weiter weist der Hydraulikabschnitt 15a ein in der Betriebsmittelleitung 16a angeordnetes Rückschlagventil 19a auf, das dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit einer Drehrichtung des Elektromotors 14a zu öffnen oder zu schließen. Die
Betriebsmittelleitung 16a verbindet den Abgang 17a und den Eingang 18a der
Zusatzpumpe 12a miteinander. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Betriebsmittelleitung 16a an die Ansaugleitung 30a und an die Betriebsmittelleitung 33a angebunden. Das Rückschlagventil 19a ist hydraulisch zwischen dem Abgang 17a und dem Eingang 18a der Zusatzpumpe 12a angeordnet.
Das Rückschlagventil 19a weist eine Öffnungsrichtung auf, welche einer Druckerhöhung an dem Eingang 18a entspricht. Wird der Elektromotor 14a mit der positiven Drehrichtung betrieben, baut die Zusatzpumpe 12a eine Druckerhöhung an dem Abgang 17a auf. Das Rückschlagventil 19a ist geschlossen, wenn der Elektromotor 14a mit der positiven Drehrichtung betrieben wird. Die Zusatzpumpe 12a fördert Betriebsmittel aus dem
Ansaugraum 25a in die Betriebsmittelleitung 33a und weiter in die Betriebsmittelleitung 13a.
Wird der Elektromotor 14a mit der negativen Drehrichtung betrieben, baut die
Zusatzpumpe 12a einen Unterdruck an dem Abgang 17a auf. Das Rückschlagventil 19a ist geöffnet, 34a ist geschlossen, wenn der Elektromotor 14a mit der negativen
Drehrichtung betrieben wird. Die Zusatzpumpe 12a fördert das Betriebsmittel über die Betriebsmittelleitung 16a von dem Abgang 17a an den Eingang 18a. Ein
Betriebsmitteldruck in der Betriebsmittelleitung 33a, an die die zweite Betriebsmittelleitung 13a anschließt, hängt insbesondere von Strömungswiderständen der
Betriebsmittelleitungen 16a, 33a und des Rückschlagventils 19a ab.
Der Hydraulikabschnitt 15a weist ein weiteres Rückschlagventil 34a auf, welches verhindert, dass das Betriebsmittel aus der Betriebsmittelleitung 13a in die an den Abgang 17a anschließende Betriebsmittelleitung 33a zurückströmt. Das weitere
Rückschlagventil 34a weist ein Federelement 39a auf, welches einen Mindestdruck definiert, der zum Öffnen des weiteren Rückschlagventils 34a notwendig ist. Wird der Elektromotor 14a mit der negativen Drehrichtung betrieben, ist der an dem
Rückschlagventil 34a anliegende Betriebsmitteldruck kleiner als der Mindestdruck, der zum Öffnen des Rückschlagventils 34a notwendig ist. Um in der ersten Betriebsmittelleitung 1 1a, die an die Trockensumpfpumpe 10a anschließt, unabhängig von der Drehrichtung des Elektromotors 14a einen
Betriebsmitteldruck bereitzustellen, weist der Hydraulikabschnitt 15a einen hydraulischen Gleichrichter 20a auf. Die Trockensumpfpumpe 10a weist einen Eingang 35a und einen Abgang 36a auf. Wird der Elektromotor 14a mit der positiven Drehrichtung betrieben, saugt die Trockensumpfpumpe 10a das Betriebsmittel über den Eingang 35a an und gibt das Betriebsmittel über den Abgang 36a ab. Wird der Elektromotor 14a mit der negativen Drehrichtung betrieben, saugt die Trockensumpfpumpe 10a das Betriebsmittel über den Abgang 36a an und gibt das Betriebsmittel über den Eingang 35a ab.
Der Gleichrichter 20a verbindet den Eingang 35a der Trockensumpfpumpe 10a mit der Ansaugleitung 29a und den Abgang 36a mit der Betriebsmittelleitung 1 1a, wenn der Elektromotor 14a mit der positiven Drehrichtung betrieben wird. Wenn der Elektromotor 14a mit der negativen Drehrichtung betrieben wird, verbindet der Gleichrichter 20a den Abgang 36a der Trockensumpfpumpe 10a mit der Ansaugleitung 29a und den Eingang 35a mit der Betriebsmittelleitung 11a.
Der Gleichrichter 20a umfasst ein 4/2-Wege-Ventil 37a. Das 4/2-Wege-Ventil 37a umfasst eine erste Schaltstellung, in der der Eingang 35a mit der Ansaugleitung 29a und der Abgang 36a mit der Betriebsmittelleitung 1 1a verbunden ist, und eine zweite
Schaltstellung, in der der Abgang 36a mit der Ansaugleitung 29a und der Eingang 35a mit der Betriebsmittelleitung 1 1a verbunden ist. Das 4/2-Wege-Ventil 37a ist druckgesteuert ausgeführt. Es umfasst ein nicht näher dargestelltes Steuervolumen und ein dem
Steuervolumen entgegen wirkendes Federelement 39a. Ist das Steuervolumen mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt, der größer ist als eine von dem Federelement 39a bereitgestellte Federkraft, ist das 4/2-Wege-Ventil 37a in die erste Schaltstellung geschaltet. Ist das Steuervolumen 38a drucklos, ist das 4/2-Wege-Ventil 37a in die zweite Schaltstellung geschaltet.
Der Gleichrichter 20a umfasst einen Steuereingang 21a, der an die Zusatzpumpe 12a angebunden ist. Der Hydraulikabschnitt 15a umfasst eine Steuerleitung 40a, welche den Abgang 17a der Zusatzpumpe 12a mit dem Steuereingang 21a des Gleichrichters 20a verbindet. Wird der Elektromotor 14a mit der positiven Drehrichtung betrieben, wird durch den Betriebsmitteldruck der Gleichrichter 20a in die erste Schalstellung geschaltet.
Gleichzeitig öffnet sich das weitere Rückschlagventil 34a. Die Trockensumpfpumpe 10a stellt einen Betriebsmitteldruck in der ersten Betriebsmittelleitung 11a bereit. Die Zusatzpumpe 12a stellt einen Betriebsmitteldruck in der zweiten Betriebsmittelleitung 13a bereit. Wird der Elektromotor 14a mit der negativen Drehrichtung betrieben, ist das weitere Rückschlagventil 34a geschlossen und der Gleichrichter 20a in die zweite Schaltstellung geschaltet. Die Trockensumpfpumpe 10a stellt weiterhin einen
Betriebsmitteldruck in der ersten Betriebsmittelleitung 1 1 a bereit.
In der Figur 2 ist ein von der Erfindung unabhängiges Ausführungsbeispiel gezeigt, welches jedoch konstruktive Gemeinsamkeiten mit vorangegangenem
Ausführungsbeispiel aufweist. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figur 1 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des
Ausführungsbeispiels in der Figur 1 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figur 2 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Fi gur 1 verwiesen werden.
Figur 2 zeigt ein Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Trockensumpfpumpe 10b, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer ersten Betriebsmittel leitung 1 1 b bereitzustellen, mit einer Zusatzpumpe 12b, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer zweiten Betriebsmittelleitung 13b bereitzustellen, und mit einem Elektromotor 14b, der dazu vorgesehen ist, die
Trockensumpfpumpe 10b und die Zusatzpumpe 12b gleichzeitig anzutreiben. Das Betriebsmittelsystem umfasst einen Hydraulikabschnitt 15b, der eine Betriebsmittelleitung 6b aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Abgang 17b und einen Eingang 18b der Zusatzpumpe 12b miteinander zu verbinden. Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel weist der Hydraulikabschnitt 15b ein in der Betriebsmittelleitung 16b angeordnetes Magnetventil 41 b auf. Ist das Magnetventil 41 b geöffnet, sind der Eingang 18b und der Abgang 17b der Zusatzpumpe 12b über die Betriebsmittelleitung 16b hydraulisch miteinander verbunden.
Der Antriebsstrang umfasst eine Steuer- und Regeleinheit 42b, die dazu vorgesehen ist, den Elektromotor 14b und das Magnetventil 41 b anzusteuern. Die Steuer- und
Regeleinheit 42b umfasst zumindest ein elektronisches Steuergerät. Das Steuergerät umfasst eine Prozessoreinheit und eine Speichereinheit sowie ein in der Speichereinheit gespeichertes Betriebsprogramm. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 42b mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Ist das Magnetventil 41 b geöffnet, fördert die
Zusatzpumpe 12b das Betriebsmittel durch die Betriebsmittelleitung 16b wieder an den Eingang 18b. Der Hydraulikabschnitt 15b weist eine an den Abgang 17b der
Zusatzpumpe angebundene Betriebsmittelleitung 33b auf, die weitgehend drucklos ist, wenn das Magnetventil 41 b geöffnet ist.
Ist das Magnetventil 41 b geschlossen, baut die Zusatzpumpe 12b einen
Betriebsmitteldruck auf. Der Hydraulikabschnitt 15b weist analog zu dem
vorangegangenen Ausführungsbeispiel ein weiteres Rückschlagventil 34b auf, das öffnet, wenn die Zusatzpumpe 12b einen Betriebsmitteldruck aufbaut. Auf einen Gleichrichter für die Trockensumpfpumpe 10b und die Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 14b kann in diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden.
Bezugszeichenliste
Trockensumpfpumpe
Betriebsmittelleitung
Zusatzpumpe
Betriebsmittelleitung
Elektromotor
Hydraulikabschnitt
Betriebsmittelleitung
Abgang
Eingang
Rückschlagventil
Gleichrichter
Steuereingang
Steuerkreis
Schmier- und/oder Kühlkreis
Trockensumpf
Ansaugraum
Steuerventil
Steuerventil
Abtriebswelle
Ansaugleitung
Ansaugleitung
Saugfilter
Saugfilter
Betriebsmittelleitung
Rückschlagventil
Eingang
Abgang
Wege-Ventil Federelement
Steuerleitung
Magnetventil
Steuer- und Regeleinheit

Claims

Patentansprüche
1. Betriebsmittelsystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer
Trockensumpfpumpe (10a), die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer ersten Betriebsmittelleitung (11 a) bereitzustellen, mit einer Zusatzpumpe (12a), die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in einer zweiten
Betriebsmittelleitung (13a) bereitzustellen, und mit zumindest einem Elektromotor (14a), der dazu vorgesehen ist, die Trockensumpfpumpe (10a) und die
Zusatzpumpe (12a) gleichzeitig anzutreiben,
gekennzeichnet durch
zumindest einen Hydraulikabschnitt (15a), der dazu vorgesehen ist, bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors (14a) die zweite Betriebsmittelleitung (13a) selbstständig drucklos zu schalten.
2. Betriebsmittelsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hydraulikabschnitt (15a) eine Betriebsmittelleitung (16a) aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Abgang (17a) und einen Eingang (18a) der Zusatzpumpe (12a) miteinander zu verbinden, und ein in der Betriebsmittelleitung (16a) angeordnetes Rückschlagventil (19a) aufweist, das dazu vorgesehen ist, in
Abhängigkeit einer Drehrichtung des Elektromotors (14a) zu öffnen oder zu schließen. Betriebsmittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hydraulikabschnitt (15a) einen hydraulischen Gleichrichter (20a) für die Trockensumpfpumpe (10a) aufweist
Betriebsmittelsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der hydraulische Gleichrichter (20a) einen an die Zusatzpumpe (12a) angebundenen Steuereingang (21a) aufweist.
Betriebsmittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Betriebsmittelsystem zur Versorgung eines Automatikgetriebes mit
Betriebsmittel vorgesehen ist.
Betriebsmittelsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Betriebsmittelsystem eine Hauptpumpe, welche von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugantriebsstrangs angetrieben wird.
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